历经百年不断完善的汽柴油发动机正在经历着一场技术巨变,以往的任何经验、惯例都有可能被一一打破,从而集合最具优势的技术来降低油耗和排放。
所有这些技术的最核心意义就在于它们的现实性。这里面有很多技术都已经来到了我们身边,比如直喷汽油发动机和双离合器自动变速箱。
我们在此专题中汇集了世界上最先进、最可靠也是最现实的几大内燃机解决方案,你已经可以从许多4S店的销售代表口中听到类似技术。
【大众:将高增压进行到底】
大众汽车先进动力总成技术已经成为其最核心的企业发展战略。就在前不久的上海车展期间,大众汽车在中国正式发布了其Bluemotion蓝驱战略。Bluemotion代表着大众一系列成熟的、已经或者即将批量应用的系列技术,其中包括最基础也是目前已大批量应用的TSI汽油直喷发动机、DSG双离合器自动变速箱以及TDI柴油共轨直喷发动机。在这些技术基础之上,通过添加多种降低油耗和排放的技术,可以实现EcoTSI、BlueTDI 和Bluemotion三大节能环保车型流派。
其中,小型化、小排量、高增压的汽油、柴油发动机将成为未来大众汽车主要的技术发展方向,新款POLO上已经装备1.2TSI+7速DSG双离合变速箱,以后更小排量的类似发动机也将出现。
FSI、TSI:直喷即高效
大众FSI直喷发动机是目前较为成熟的直喷发动机技术之一,发动机控制单元可以根据不同的发动机负荷选择不同的喷油模式,从而最大限度地提高动力输出。再加上涡轮增压技术的TSI发动机,其动力性能可以在不增加排量和只增加少量油耗的情况下大幅提升。
譬如,大众传统电喷1.8T发动机功率和扭矩为110kW和210N·m,增加了直喷技术之后可达到118kW和250N·m的输出,油耗则降低20%~30%,效果明显。
DSG:双离合流畅切换
DSG,这三个字母代表了大众汽车将平顺性与动力性相结合的双离合自动变速箱——在一个挡位运行的同时,另一个挡位预置于待命状态。换挡操作中,一个离合器脱开的同时另一个离合器接合。这样的结构使得换挡过程比手动变速箱更快、更精确,而且没有顿挫感。
DSG双离合自动变速箱因为换挡过程没有动力损失,不仅比传统自动变速箱省油,更能获得比手动变速箱更好的燃油经济性。
【奔驰:国内还无法享用】
奔驰在先进动力总成技术方面的新技术目前还未能为中国消费者享用,原因有很多,其中主要是成本过高和燃油质量低劣。但这并不能阻挡我们更多地了解这些代表了世界最先进水平的新技术。
奔驰在4年前就发布了其CGI直喷汽油机产品,将直喷汽油机技术又向前推进了一步。而在去年法兰克福车展奔驰推出的F700概念车上,搭载了另一项意义重大的内燃机技术——Disotto压燃汽油机。以上两项技术代表了奔驰对汽油内燃机技术的研究方向。而在柴油机方面,奔驰的CDI技术已经发展到炉火纯青的地步,其装备了Bluetec 技术的柴油轿车和SUV在油耗和排放方面已经超越了丰田的强混合动力轿车及SUV。
CGI:用喷嘴取代进气流
奔驰CGI压电直喷汽油发动机与大众TSI的工作原理基本相同。不同点有二:一是奔驰现有的CGI发动机上都没有采用增压技术;二是奔驰不再利用进气流作为混合气分层填充的动力,而是通过喷嘴来实现这一效果。
尽管奔驰CGI发动机在很多方面都有突破,但和其他直喷发动机一样,它也面临难以解决的问题,那就是因高压缩比带来的高温副作用,产生过多的氮氧化合物排放。奔驰用了专门的氮氧化合物净化器以及传感器来净化,但该装置是比三元催化器贵得多的器件。压燃式技术:强壮而低排放奔驰的Disotto压燃式汽油发动机将柴油发动机和汽油发动机的特点融为一体:燃烧更清洁的汽油,使用的却是柴油发动机压燃的方式点火,其燃烧效率和排放清洁程度都要好很多。
在奔驰F700概念车上,1.8L的涡轮增压4缸Disotto发动机能输出235马力的动力,相当于一部3.5升V6发动机,每100公里却只消耗5.3升的汽油,每公里只排放127克二氧化碳。如果能实现量产,这会是一项改变历史的技术。
【通用:提高燃油经济性】
通用汽车在提高传统内燃机的燃油经济性方面付出了大量的努力。这些技术按照发动机和变速箱的不同主要包括:S-TEC小排量发动机技术、ECOTEC 发动机技术、涡轮增压技术、SIDI直喷技术和六速手自一体变速器。
其中,S-TEC小排量发动机目前已经装配在雪佛兰乐驰、乐骋和乐风等车型上,发动机升功率大于50kW,具有小排量大功率的特点。第二代ECOTEC 发动机比上一代产品更加节油,且推出了更小排量的版本,目前已经配备于新君威和科鲁兹,未来还会配备在其他产品上。SIDI直喷技术来源于凯迪拉克,在减少油耗和排放的同时,可以输出更加充沛有力的动力。
国内落实通用汽车的S-TEC小排量发动机已经在上汽通用五菱投产。而另一家合资企业上海通用汽车已经陆续引进了搭载第二代ECOTEC 发动机、SIDI直喷发动机的产品,并将陆续引进搭载涡轮增压发动机的产品。
按照上海通用此前发布的“绿动未来”战略,上海通用将在2009年至2012年陆续推出高科技、低油耗、多样化能源的11款发动机。
此外,上海通用已经在中国推出了轻度混合动力和中度混合动力产品,未来还将有更多混合动力车型和电动车上市。
即将在今年夏天上市的别克首款搭载涡轮增压发动机的车型会具有强劲的马力。上海通用汽车称这款2.0T直喷涡轮增压发动机“将是目前国内中高级车市场上动力表现最为强劲的”。该发动机将通用的SIDI直喷技术和涡轮增压技术相结合,最大功率162kW/5300rpm,最大扭矩350N·m/2000rpm-4000rpm,升功率达81kW,0到100km/h的加速时间仅7.8秒。就参数而言,远高于竞争对手的同排量涡轮增压发动机。
HCCI:无需点火系统
HCCI的中文意思是“均质充量压缩点燃”。单从名称来看,似乎只是一种点燃方式。实际上,这是一种全新的内燃机燃烧概念,既不同于柴油机(非均质充量压缩点燃),又不同于汽油机(均质充量火花点燃),是一种火花点燃式发动机和压缩点燃式发动机概念的混合体。
空气和燃油在HCCI发动机的进气系统中预混合,形成均质的空气/燃油混合气,然后吸入汽缸进行压缩;也有燃油直接喷入汽缸,在汽缸内与空气进行预混合的。在压缩过程中,混合气温度升高,达到自燃温度而自燃。也就是说,不需要任何点火系统。
按照通用汽车的介绍,采用HCCI技术的汽油发动机可以在保留汽油发动机优点的同时,具备柴油发动机高功率、低油耗的优点。不过,事实上HCCI技术并不是通用汽车独创,也并非只有通用汽车在研究。
闭路燃烧:追求经济这项技术可以让汽缸每一个冲程都得到控制,可以得到最大的燃油经济性,排放也会降低。按照通用汽车的计划,该技术大概会在2009年,在欧宝、凯迪拉克等车型上得到应用。简单地说,柴油机燃烧起来会有油烟、氧化氮的排放,通用汽车这项技术要把它控制在一定范围之内,让它部分均质进气压缩点燃,这样可以提高它的燃油经济性。另外,柴油微粒过滤器可以把灰尘排放降低99%。
【福特:以动力组合出击】
去年年初,福特汽车在美国底特律发布了一项名为EcoBoost的全新发动机技术。这项技术的核心是通过对4缸和6缸发动机使用废气涡轮增压和燃油直喷两种技术实现更低排放。说白了,EcoBoost和大众的TSI技术并没有本质区别。
同样是在2008年,福特还拿出了一项名为PowerShift的变速箱技术。与大众汽车的6挡DSG双离合变速箱类似,福特汽车的PowerShift变速箱同样也采用了目前流行的双离合技术实现节能减排。
当然,除却PowerShift变速箱,福特目前也有高效的6速自动变速箱系统与EcoBoost 发动机匹配,但从长远来看,EcoBoost+PowerShift的动力组合将是福特汽车在传统动力系
统基础上实现节能减排的具体方案。
EcoBoost:6缸顶8缸用EcoBoost直喷技术能有效提升20%燃油经济性、降低15%二氧化碳排放,同时确保强劲的动力输出。福特汽车有一个“4=6、6=8”的概念,即采用EcoBoost技术的发动机,4缸机型能产生传统6缸机型的动力,6缸机型能产生传统8缸机型的动力。为了证实这一理论,福特汽车在2008年将一台装备了EcoBoost 3.5L排量燃油直喷式双涡轮增压V6引擎的Taurus车型与一辆装备320马力的4.6LNorthstar V8发动机的Cadillac STS进行对比测试,结果也正如他们的预想。
PowerShift:额定扭矩大
PowerShift变速器是两个并行工作的中间轴式变速器,中间轴被设计为一个带“奇数挡1、3、5”齿轮和另一个带“偶数挡2、4、6”齿轮,在行驶和全动力传递时,通过预选挡位就可以准备下次换挡,然后通过两个离合器的反向动作完成换挡。离合器的动作经过协调,不会导致扭矩中断。
PowerShift既具备传统自动变速器的轻松和稳定,又具有手动变速器的性能,也能在快速挡和运动挡时保持高度的流畅。该变速器的另一个优点就是额定扭矩大,而且可自由选择速比。
代表车型:2010款林肯MKS2010款林肯MKS装备了3.5升Eco-BoostV型6缸发动机,这款双涡轮增压发动机车型的最大输出功率为355马力,扭矩峰值可达474Nm,且从1500rpm到5250rpm的区域内都会保持高扭矩输出,动力可同自然吸气4.6升的V型8缸发动机相媲美。该车强劲行驶时的油耗表现只是普通V6发动机的数值。
国内落实福特汽车从2008年开始向国内宣传E-coBoost技术,PowerShift技术更是先行一步搭载在2.0升的沃尔沃S40车型上进入中国市场。“EcoBoost及PowerShift技术,将实现福特汽车对于燃油经济性及可持续发展的承诺。2010年,这两项先进的绿色技术将引入中国市场。”福特汽车(中国)有限公司董事长兼首席执行官葛致诺如此表示。
我来说两句