傳統動力新亮點2.0

傳統動力新亮點2.0

去年的上下兩篇《傳統動力新亮點》專題介紹了奧迪4.0升V8柴油機、保時捷2.5升水平對置4缸渦輪增壓直噴汽油機、英菲尼迪3.0升V6雙渦輪增壓直噴汽油機和阿斯頓·馬丁5.2升V12雙渦輪增壓直噴汽油機。很顯然，電動機在受某些人追捧的同時，傳統內燃機的研發并沒有停止前進，優秀的汽柴油機層出不窮，所以這個專題在今年將繼續。

AUDI 奧迪3.0TFSI汽油機

歐洲幾個大車廠每家都有一臺當紅的3.0升6缸增壓汽油機，經過不同調校可配給多個級別大小的轎車、跑車、SUV來使用。大眾那臺代號為EA 837的3.0升機械增壓V6直噴汽油機多年來一直是各大動力系統評選的榜上客，以動力良好且響應及時著稱，大眾、奧迪甚至保時捷上都能見到它的身影。不過現在大眾已經拿出了替代它的機型，也就是新一代3.0TFSI汽油機。廉頗未老，而是大眾有了新的想法。

EA 837的動力表現良好，所采用的機械增壓設計功不可沒，但大眾這次新推出的3.0TFSI發動機采用的卻是渦輪增壓，這是為何？請不要把車廠想象得有多積極上進，能逼迫他們推出這類需求量巨大的新動力系統的原因其實很簡單：需要為了滿足接下來更為嚴苛的能耗與排放標準，同時降低成本也是一項重要任務。

在介紹新渦輪增壓汽油機之前，有必要先簡單介紹一下被替代的EA 837發動機的機械增壓系統的優缺點。和渦輪增壓發動機相比，機械增壓發動機最大的優勢是動力輸出更為線性，增壓系統帶來的動力遲滯現象輕微得多。這是因為機械增壓系統由曲軸通過皮帶或者鏈條來帶動，也就是說機械增壓器的動力來自發動機本身而非通過排放出來的高能廢氣帶動。但正是因為這個道理，機械增壓器會消耗掉一部分發動機動力，也就是說會增加油耗，這很不符合潮流。

取代機械增壓發動機的新發動機首要解決的問題是盡可能降低渦輪增壓的動力現象，大眾的工程師們提出了兩個解決方案：縮短進氣系統的管路，使用單渦輪雙渦管設計。是不是很耳熟？寶馬在 B58發動機上也這么做過，效果是顯著的，但是單渦輪雙渦管設計除了動力響應較為及時外，也只在發動機高轉速高負荷的情況下的表現更出色。為了配合單渦輪雙渦流設計，大眾和奧迪這次將該發動機配上了新的回流排氣系統，廢氣可以反向排出氣缸，省下了復雜的管道系統和布置線路。

進氣系統結構簡化的好處眾多，其中之一就是能降低自重。EA 837的自重是189千克，新發動機的自重則是172千克，這還是在氣缸套從硅鋁合金換成了鑄鐵的前提下。不過在別的部分，這臺渦輪增壓發動機非但沒有簡化，還復雜了很多。該發動機的工作原理是雙重的：在中低負荷運轉時采用熱效率更高的米勒循環，在需要更強動力時則切換為更常見的奧拓循環。米勒循環的實質就是阿特金森循環，所以這臺3.0T發動機的雙重循環工作原理并不是大眾奧迪首創的，豐田和雷克薩斯用的那臺2.0升D-4S渦輪增壓汽油機早就投入使用好幾年了。

在奧迪SQ5上，該發動機的最大功率為354馬力，500牛·米的峰值扭矩從1370轉/分鐘一直維持到4500轉/分鐘。除了奧迪和大眾，該發動機也將被保時捷采用，但是保時捷并不會直接把它拿來塞進Panamera的車頭，而是會在氣缸套內涂上等離子涂層來降低摩擦系數，功率和扭矩調校也會更激進。與前任EA 837相比，新的渦輪增壓V6發動機更輕，燃油經濟性也更好，而且與大眾集團的4.0升V8增壓發動機有眾多通用化設計。它并不是一臺單純追求性能的發動機，而是一個大汽車集團權衡各方利益后推出的妥協的產物，但這并不妨礙它成為一款優秀的動力系統。

AVS系統通過簡單的電磁原理控制氣門開啟時間以及行程

Toyota 豐田2.5升直列4缸直噴汽油機

中庸和可靠是豐田的招牌，但這并不表示豐田在技術這一塊落后于別的車廠。許多人也知道豐田在混動系統這一領域的建樹，但對豐田在普通內燃機方面取得的成就并不了解，所以今天很有必要向大家介紹一下豐田最新的自然吸氣直噴汽油機。

與本田“地球夢”、馬自達“創馳藍天”那幾款自然吸氣汽油發動機一樣，豐田這款名為Dynamic Force Engine的新發動機也是主打“高效”牌，那有多高效呢？豐田聲稱新發動機的熱效率達到了空前的40%，配合上混動系統后的效率達到了41%，這意味著打破了第四代普銳斯所采用的2ZRFXE發動機的紀錄，也成為了目前量產的熱效率最高的汽油機。

提高熱效率意味著油耗降低，二氧化碳排放減少，是各廠家努力的方向。為了達到這個目的，各大車廠無所不用其極，許多都采用了阿特金森循環，但又會產生動力輸出偏弱這樣的缺點。豐田這次之所以能創造燃油熱效率的新高，恰是嚴苛地執行了以下三點：提高進氣效率；改善燃燒質量；減少各環節的能量損失。

這臺發動機的壓縮比達到了13∶1，適用于混合動力版的壓縮比達到了14∶1，使用了進、排氣門雙可變正時技術，這并沒啥新意，但豐田這次在進氣端使用了VVT-ie也就是電控可變氣門正時技術。相比油壓控制而言，電控系統反應速度更快、控制精度也更高。合理地增加進氣量有助于提升燃燒效率，新發動機的進排氣門夾角為41度，而現有2.5升直列4缸發動機的進排氣門夾角為31度，從而提升了每一個循環的進排氣效率。兩款發動機的排量雖然都是2.5升，但新發動機的缸徑較小，沖程更長，這使得新發動機的扭矩輸出明顯增加。

提升進氣效率最終還是為了改善燃燒質量，豐田通過加快Dynamic Force Engine發動機的燃燒速度來提高廢氣再循環率（EGR）極限值，把氣缸內的滾流比（活塞運動方向的渦流強度與軸向渦流強度之比）從之前的 0.8 提高到了2.8。高滾流比能夠使得點火時刻混合氣分布更加均勻，燃燒自然更加充分，一氧化碳和碳氫化合物排放量也會降低。而為了提高滾流比，豐田改變了進氣口的造型，使得渦流呈垂直方向運動。這樣一來，在發動機轉速為2000轉/分鐘時，缸內氣體的平均湍流速度由原來的2.5米/秒提高到了3.4米/秒。

是的，新發動機上并沒有什么特別新穎的技術，但豐田就是讓它的最大功率達到了205馬力，峰值扭矩提升到了250牛·米，完全不遜于本田和馬自達的同級別汽油機。即使是混動版，其汽油機的最大功率也達到了176馬力，峰值扭矩也有220牛·米。與該發動機相匹配的，還有一款全新研發的8擋自動變速箱，專供前驅車使用。配備該發動機的后驅車，則將采用全新的10擋自動變速箱。特別還要提一句，豐田這次為熱效率高達41%的汽油機所匹配的混動系統還細分為二種，基礎版采用鎳氫電池組，而運動版則采用鋰離子電池組。