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新黄金排量!6大豪华品牌2.0T发动机解析

2014-01-03 15:39:00 来源: 搜狐汽车 网友评论 0 进入论坛
提起黄金排量,或许在遥远的80年代,可以追溯到3.0L自然吸气的中级车,而在数年前1.8L自然吸气也被家用车正名过,随着技术发展,在如今一个崇尚环保节能与性能效率相矛盾的年代,小排量涡轮技术彻底改变市场格局,特别是2.0T发动机几乎覆盖ABC三大种类车型,因此我们有理由称之为新时代的黄金排量。

  提起黄金排量,或许在遥远的80年代,可以追溯到3.0L自然吸气的中级车,而在数年前1.8L自然吸气也被家用车正名过,随着技术发展,在如今一个崇尚环保节能与性能效率相矛盾的年代,小排量涡轮技术彻底改变市场格局,特别是2.0T发动机几乎覆盖ABC三大种类车型,因此我们有理由称之为新时代的黄金排量。

   

  2.0T全面普及的最大受益者莫过于中级轿车和SUV车型,不仅摆脱了大排量高油耗、高购置税与高车船使用税的束缚,更是同样提供了近乎3.0L自然吸气的动力水准,更为厂商在研发及成本方面提供充足利润空间,一举多得。

   

  目前汽车市场的豪华品牌领域,宝马与奥迪一直充当先头部队,2.0T这个排量标准早已延伸自旗下多款车型,特别是宝马N20系发动机十佳荣誉不断,奥迪EA888发动机也是大众镇山之宝。如今沃尔沃、奔驰、凯迪拉克纷纷带着旗下全新2.0T杀入市场,路虎则使用福特经典2.0TEcoBoost发动机一展拳脚,借此机会,我们逐一解析6大豪华车品牌的2.0T发动机,看看是姜老的辣?还是后来者居上?

  ● 奔驰2.0T发动机——代号:M274

  车型代表:奔驰GLK260

  最高参数:最大功率155千瓦/(5500rpm)、最大扭矩350牛米/(1200-4000rpm)

  核心技术:第三代BlueDIRECT直喷技术、进排气可变气门正时/升程技术

  技术评分(五星满分):★★★★★

  在动力技术领域,奔驰绝对不乏优秀的作品,但是新品反应速度感觉总要比对手慢上半拍,当宝马奥迪都拥有自家的黄金排量2.0T发动机而活跃市场的时候,奔驰却只能拿出1.8T(国产奔驰C级和E级上配备的1.8T CGI)这样的小排量产品或3.0L(国产奔驰GLK)自然吸气来应对,同级别车型中始终处于被动局面。

   

  让对手探好路以后,再开发出更好的机型来后发制人,这是我们对于奔驰的理解,毕竟无论从技术实力还是资金实力来说,奔驰最不缺的就是研发实力。不久之前,搭载的奔驰国产M274系列2.0T高功率版发动机终于面世,GLK260成为首款搭载国产“心脏”的梅赛德斯-奔驰车型,尽管没有太过抢眼的性能参数,但这款全新2.0T在技术层面上却拥有令人刮目相看的表现。

   

  奔驰GLK 260使用发动机代号为M274的2.0T发动机,这台发动机的实际排量为1999mL,缸径和行程分别为83mm和92mm,压缩比为9.8:1,采用纵置的布局方式,未来会搭载在国产C级、E级车型上。在具体调校方面,它分为了低功率版(184马力、300N·m)和高功率版(211马力、350N·m),无论是哪种版本,发动机在1200rpm时即可输出峰值扭矩,这也尽可能地降低了涡轮迟滞,综合油耗仅为8.5L/100km。

   

  驾驶过代号为M271奔驰1.8T发动机车型的人可以明显感觉到,在迟滞控制方面相比宝马和奥迪对应的产品还是有差距的,其实这一点数据上也有反馈——M271高功率版本的最大扭矩要到2000转才可获得。而代号为M274这个全新的发动机采用了大缸径的设计,在涡轮的设计上,毫无悬念地采用了小惯量涡轮,配合BlueDIRECT喷油技术,从而最大化地缓解了涡轮迟滞。其中,1.6T版本峰值扭矩转速为1250转,2.0T版本对应的转速只有1200转,这个数据相比奥迪和宝马两个对手都还要有优势。

   

  BlueDIRECT是奔驰的第三代BlueDIRECT汽油缸内直喷技术,目前该技术已经较广泛的应用于奔驰的新V6、V8车型上,M274的2.0T发动机此次同样采用了奔驰的第三代缸内直喷技术,其压电式喷油嘴可以在发动机的一个冲程内实现最多5次的燃油喷射(通常发动机最多只会进行两次喷射)。

   

  此外,能够在1毫秒(1/1000秒)内连续释放4次电火花的多重火花点火系统也同样应用在M274上,同时装备了进排气门可变气门正时系统、CAMTRONIC可变气门升程系统、可变排量机油泵以及用于发动机启停系统的大功率起动机等一系列奔驰先进技术,因此造就这款发动机异军突起的实力。

  ● 宝马2.0T发动机——代号:N20B20

  车型代表:宝马3系、5系、X1、X3

  最高参数:最大功率180千瓦/(5000-6500rpm)、最大扭矩350牛米/(1250-4800rpm)

  核心技术:双涡管单涡轮、进排气可变气门升程/正时技术、直喷技术

  技术评分(五星满分):★★★★★

  宝马N20系列2.0T发动机相信大家绝对不会陌生,是2012年世界年度发动机大奖最佳1.8-2.0升发动机的冠军得主,它集双涡管增压技术、电子气门技术、高精度直喷技术于一身,全面应用在众多宝马旗下车型中,包括宝马3系、5系、X1、X3等。

    

    

  宝马2.0T发动机主要应用旗下多款车型,如3系,5系,X1,X3等

  宝马N20发动机可以看做是3.0L涡轮增压发动机N55发动机的缩小版,采用双涡管增压技术,在最低1250转时就能爆发最大扭矩,在奔驰M274没出现之前,是目前量产涡轮增压发动机中,最大扭矩输出转速设定最低的发动机,并且最大扭矩可以一直持续到4800转,拥有3550转的宽广扭矩平台,涵盖了日常行车所要用到的转速范围。

   

  一直以来,直列6缸自然吸气发动机是宝马的技术精髓与看家法宝,平顺动力输出,线性油门响应,合理燃油经济性,早已成为同排量发动机中的佼佼者,曾多次获得世界十佳引擎之殊荣。但全新的2.0T N20系列发动机一经推出,便在短时间取代宝马2.5L和3.0L两大经典的直列6缸自然吸气发动机,这台2.0T到底有多大的能耐,相信事实已经为我们提供了足够的证明。接下来我们将针对这款发动机的技术特性进行一个详细的介绍:

   

  N20发动机同样采用了宝马的Double Vanos+Valvetronic进排气门可变正时系统,是同类民用技术中最为先进的,没有之一,是目前少有能做到连续可变气门正时和升程的系统。Vanos通过一个液压驱动的杯型齿轮,联接凸轮轴和链轮,通过杯型齿轮的动作提前或延迟凸轮轴的转动,从而实现连续可变气门正时,Valvetronic使用液压调整的摇臂来控制气门升程,不同于其他气门升程调节机构只是阶段式的,系统在功能上趋近完美,因此成本一直居高不下。

   

  N20发动机采用N55发动机上运用成熟的双涡管单涡轮增压技术。所谓单涡轮双涡管增压器,可以简单理解为将普通的增压器上的涡管分割为两根涡管,涡轮是由两个通道的废气推动的,可有效充分地利用废气脉冲的能量推动涡轮,有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性。N20发动机在1250rmp的时候就能爆发最大的扭矩,一直持续到4800rmp(高功率版),同时进排气更为充分。按照发动机的点火时间,将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(1和4一组、2和3一组),合成两个废气通道,进而推动涡轮。这样可以有效降低各缸的排气干涉,使气缸的排气进气更为充分。

   

   

  N20发动机同样采用了Bosch高压喷射装置HDE,能根据发动机工况高精度控制燃油喷射。高压泵是一个单活塞泵,由排气凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动,使用的Bosch的7孔喷射嘴式电磁阀喷射器能有效提高燃油与空气混合,这种电磁阀喷射器的喷射角度和喷射形状可变性较高,喷射压力最高可达200bar。

  ● 奥迪2.0T发动机——代号:EA888

  车型代表:奥迪A4L、A6L、Q3、Q5

  最高参数:最大功率155千瓦(4300-6000rpm)/最大扭矩350牛米(1500-4200rpm)

  核心技术:连续进气可变气门正时/AVS可变气门升程、FSI直喷技术、水冷涡轮增压

  技术评分(五星满分):★★★★

  EA888发动机是大众一款明星发动机,在大众及奥迪多款车型中采用,集合缸内直喷、涡轮增压、可变气门正时等一系列先进技术于一身,实现了动力与经济环保的结合,只不过区别在于,奥迪使用了自己一些技术,如AVS可变气门升程、可控气流排气等,因此2.0TFSI发动机相比大众的缸盖、正时系统以及发动机的调教都会有所不同。

    

    

  奥迪EA888 2.0T发动机主要应用旗下多款车型,如A4L,A6L,Q3,Q5等

  EA888发动机采用了进气可变气门正时技术,能有效提高进排气效率。主要是通过位于进气凸轮轴的叶片式液压调节器来实现气门正时可变。工作原理主要是通过凸轮轴调节阀控制相应管道中的液压机油,来驱动调节器中的叶片,进而带动凸轮轴旋转,实现气门开闭的提前或延迟,可调范围达到60°的曲轴转角。整体来说,相比一流的同类技术来说,仅仅具备进气可变气门正时技术,还不算是十分先进。

   

  同为EA888系列发动机,奥迪2.0T相比大众多了独家的AVS可变气门升程系统,与该领域的传统技术完全不同,AVS系统无需借助额外的机械部件,只是简单地用并排的大小两个凸轮驱动气门,分别用于部分负荷和全负荷运行工况,高效而又简单巧妙。AVS在部分负荷状态下工作时可节约燃油7%。尤其是在较高挡位达到一个较高的速度时,油耗的降低相比传统发动机则更为明显。

   

  EA888发动机同样具备缸内直喷技术,直喷燃油泵是一个结构简单的单柱塞泵,靠进气凸轮轴上的四方(四点式)凸轮来驱动。四点式凸轮可使油泵供油行程和各缸相应喷油过程同步,各缸喷油均匀性和重复性比较好。高压燃油泵产生最大的油压为150bar,根据发动机工况需要,通过对油压控制阀的调节,燃油压力可在50bar-150bar之间调节。采用6喷孔喷油器,喷嘴锥角为50°,更有利于汽油与空气的充分混合。

   

  发动机的涡轮增压器和排气管采用了集成式的设计,这样可以一定程度上减少多余零件的体积和重量,使得这套系统相对稳定可靠。涡轮增压冷却系统,主要由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。主要包括两个循环通道,一个是经过涡轮增压器,对涡轮增压系统进行冷却;另一个是经过进气歧管内的冷却器,对增压空气冷却。

   

  EA888目前已经发展到了第三代,我们最早将在2014年全新一代奥迪A4身上看到,相比我们目前接触到的EA888发动机,最明显的变化是增加FSI+MPI的复合喷射系统,有点类似丰田混合缸内直喷和歧管喷射的D4-S的双喷射系统,新的复合喷射系统不但可以提升动力性能,同时也降低了排放。当然,双喷射系统加上更高的直喷压力(从先前的150Bar上升到200Bar)对于燃油系统的稳定性提出了更高的要求,这对与大众的工程师们绝对是个挑战。

  ● 凯迪拉克2.0T发动机——代号:LTG

  车型代表:凯迪拉克ATS、XTS

  最高参数:最大功率203千瓦(5500rpm)、最大扭矩353牛米(1800-5500rpm)

  核心技术:升功率破百、单涡轮双涡管、SIDI直喷技术、进排气可变气门正时

  技术评分(五星满分):★★★★★

  提到这款凯迪拉克LTG 2.0T发动机,相信我们不会陌生,从之前搭载在XTS,到现在武装在ATS身上,相信未来这会是凯迪拉克众多车型的最主力的搭配引擎,如今ATS作为第二款搭载LTG发动机的车型,最高功率从XTS的198千瓦小幅升至203千瓦,而峰值扭矩则从352牛·米提高到355牛·米,升功率破百,几乎市面上难寻对手,并成功荣获沃德2013十佳发动机称号。

   

  从ATS诞生开始,命运就注定要与这个级别的霸主:宝马3系形成抗衡,作为凯迪拉克全新运动型中级车,基于通用全新轻量化后驱平台打造,拥有1550千克同级最佳轻量化车身,更实现了近乎完美的50:50的前后质量分配,更值得关注的当属搭载的全新2.0T发动机,最大功率超过200KW,几乎可以说达到了2.0T发动机的极致。

   

  从LTG发动机的构造来看,这款涡轮增压直喷发动机同样采用双涡管增压器,与同样获得沃德全球十佳发动机称号的宝马N20发动机有异曲同工之妙,该构造可以减少排气干涉,提高废气流动能量的利用率。同时,较小直径的管路使涡轮在较低转速下即可产生有效运动,减少低速时涡轮滞后的现象。

   

  LTG发动机采用连续可变气门正时系统,确保进气量始终与发动机的工况相匹配,使其具有低转速高扭矩,宽高扭矩区间和高转速高功率输出的特点。为了使这款高输出的发动机获得稳定高效的进气环境,该发动机采用空冷式增压中冷系统。

   

  与以往的凯迪拉克SIDI智能直喷发动机一样,LTG发动机采用缸内直喷技术,有利于点火和燃烧控制,结合高压直喷技术可以改善燃油的雾化效果,提高燃油燃烧效率和发动机输出功率,尾气有害物质的排放也可显著降低,特别是冷启动时的污染物排放大约可以降低25%。两段式变排量油泵可以匹配机油供给量与发动机负荷,凸轮轴驱动的高压油泵提供直喷系统所需的高压,油压范围从可从怠速时的750psi到节气们全开时的2250psi,提高燃油经济性,避免能量浪费。

  ● 沃尔沃2.0T发动机——代号:B5204

  车型代表:沃尔沃S60、S60L、V60、S80L

  最高参数:最大功率157千瓦(6000rpm)、最大扭矩300牛米(2700-5000rpm)

  核心技术:直列5缸、连续进气可变气门正时

  技术评分(五星满分):★★★☆

  随着国家出台新的大排量消费税政策,促使各大豪华品牌转向推进小排量增压动力,沃尔沃作为安全与节能的倡导者自然不能缺席,逐渐淘汰原来的2.5T、3.2L和4.4L大排量发动机,转而推出3.0T、2.0T、1.6T等增压动力,其中1.6T和2.0T则采购于曾同属一个集团的福特。沃尔沃轿车在2010年被吉利汽车收购,福特动力随着沃尔沃推出的年型车逐渐被替代,旗下原有搭载的2.0T四缸发动机被沃尔沃自主研发的5缸2.0T发动机所取代。

   

   

  沃尔沃五缸2.0T发动机目前已更新换代到旗下多款车型,如S60,S60L,V60,S80L等

  在沃尔沃的调校下,现有2.0T五缸涡轮增压发动机分为高功率和低功率两个版本,低功版代号B5204T8,输出功率132kW/5000rpm,峰值扭矩300Nm/2700-4000rpm;而T5高功版代号B5204T9,功率提升到157kW/6000rpm,峰值扭矩平台扩展至300Nm/2700-5000rpm。与现款XC60未被更换的福特2.0T四缸动力相比,各方面显然都有不小的差距,另外福特发动机还带有缸内真喷技术。有消息表明沃尔沃这款2.0T五缸发动机是由原来的2.5T五缸发动机改进而来,结合技术层面差距来看,也并非无的放矢,那么两款发动机有差距也是可以理解的,毕竟不是属于一个时代的产品。

   

  沃尔沃更换全新的5缸自主引擎虽然在动力参数上与福特的ECOBOOST系列的4缸引擎相比有所不及,但其在驾驶感受上不会相差太多,况且使用沃尔沃自主的5缸引擎能够最大程度的降低成本,而使用福特引擎的沃尔沃车型也会随之停产,目前沃尔沃S60、S60L\V60、S80L均以完成了4缸引擎更换5缸引擎。

   

  从四缸变成五缸,整体效果更加平稳,在获得6缸发动机的平顺性和高动力输出的同时,兼具4缸发动机的紧凑尺寸及高燃油经济性,当然缺少了目前主流的缸内直喷技术,算是一个不小的缺憾,不过全新2.0T依旧采用进排气可变气门正时技术,可以实现对气门提前或延时关闭的效果,这样发动机就能够根据发动机不同工况,保证其在各个转速区域都有很好的进排气效果,从而提升发动机效率。

  ● 路虎/捷豹2.0T发动机——代号:EcoBoost

  车型代表:路虎揽胜极光、路虎神行者2、捷豹XJ、捷豹XF

  最高参数:最大功率177千瓦(5500rpm)、最大扭矩340牛米(1750rpm)

  核心技术:进排气双可变气门正时技术、GDI直喷技术

  技术评分(五星满分):★★★★☆

  除了大众之外,福特增压发动机应用也较为广泛,曾经旗下的豪华品牌,比如路虎、捷豹和沃尔沃品牌依旧在使用,不过上面提到沃尔沃被吉利收购之后,推出自己的五缸2.0T发动机全面取代了福特提供的Ecoboost发动机,但路虎揽胜极光/神行者2、捷豹XJ/XF在小排量领域依旧沿用这款福特Ecoboost2.0T发动机,堪称发动机界的万金油。

   

   

  为什么如此多的品牌车型使用这款发动机?主要还是源于福特发动机出色的动力表现以及较为稳定的质量,让消费者对其具有充分的信赖,相比所有同类发动机,它的综合水平较为优秀,所以也才有资格出现在沃尔沃、路虎这样的豪华品牌的车型中。目前福特2.0L EcoBoost GTDi直喷涡轮增压汽油发动机在国内有两种动力输出版本可供消费者选择,低增压的200马力版主要供应给福特蒙迪欧-致胜的中端车型,而包括翼虎、锐界、路虎、捷豹、沃尔沃在内的车型大都采用240马力的高增压版本,动力表现会更加理想。

   

  Ecoboost发动机,按照福特厂家的定义而言,这是一款在传统汽油发动机基础上增加了燃油缸内直喷(Gasoline Direct Injection,简称GDI)、涡轮增压系统(Turbo Charge,简称TC)以及双历历可辨气门正时系统(Dual Variable Camshaft Timing,简称DVCT)三大主要核心技术,且其燃油经济性可以提高20%并降低15%的二氧化碳排放量。

   

  Ecoboost发动机最核心技术是一套高压燃油缸内直喷系统,它可以以200bar的压力将定量的少量燃油喷入发动机的每个气缸之内,并且可以将油滴控制于0.02mm。

  Ecoboost的涡轮增压器来自博格瓦纳增压系统公司BWTS的涡轮增压器,其最大特点在于其内部配置了小型点惯性转子,它可以以200000rpm的速度高速运转,且其可以在发动机转速低于1500rpm的情况下确保发动机的动力输出以及响应能力。

  Ecoboost发动机使用的是进排气双可变正时气门技术,相比较一般比较常用的仅进气门可变正时而言,其对排气门的相位调节可以保证发动机低转速运转的时候让更多的废气来驱动涡轮增压涡轮,并减少涡轮迟滞现象。

 

 

 

责任编辑:赵杰