豪华品牌的2.0T,还会有新花样么?

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楼主 2020-11-08 13:17:44
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在发动机Downsizing以及涡轮化的这条路上,各大豪华品牌产品线,上至旗舰级轿车A8L7系,下至紧凑级轿车A31系,都不约而同地出现了2.0T发动机的身影。



然而在这件看似巧合的事情里面,其实还隐藏了蛮多必然的因素。估计很多人都会有疑问,既然要达到低油耗和动力性能的兼顾,为何只能从2.0L这个排量入手,而不是1.8L1.5L又或者是2.5L甚至更高的呢?



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最简单的理由就是利润


200891日,我国正式调整汽车消费税,大幅度提升大排量的税率,3.0~4.0升排量税率为12%4.0升以上更是高达40%,无形中厂商增加了很大的成本。从下图中也不难看出,2.0升排量是一个明显的分水岭。作为全球最大的汽车消费市场之一,各大汽车厂商怎么会放任利润白白流失。


毋庸置疑,当今的汽车行业已成为诸多国家的经济命脉之一,而不断更新的法规对于行业发展有着极大的影响。不管是欧标、LEV还是国标,都对汽车尾气排放量和尾气中的气体含量有越来越严苛的限制,这也是吻合节能减排的环保大趋势。


加州LEVIII标准,2015年开始实施。


点此查看排放参考指南:http://t.cn/R3PlN7e


62014年开始实施。


节能减排这个命题不止是要限制汽车尾气中各种有害气体的排放,最终的目的还是要控制汽车尾气的总体排放量。而为了实现降低油耗的目的,还是得从发动机入手。


但是,动力输出和燃油经济性成反比这个道理我想大家都懂的,总不能要求马跑得快,又不给马吃草吧,而中大排量的自吸发动机尽管在动力上具备优势,却不得不面临排量,油耗,排放等因素的制约,所以,各种提高燃油经济性的技术都会考虑保障动力性,涡轮增压技术逐渐被许多厂商运用。


不得不承认,基础排量更高的前提下再加入涡轮增压技术,确实能在保证动力输出的平顺性之余,又能把发动机的潜力挖掘出来。


同时,还有另一个关键因素,整车的轻量化对于提高燃油经济性和实现环保同样重要。


研究表明,汽车轻量化对燃油与排放的影响如下表所示。


这也是为什么某些豪华品牌开始在车体骨架中融合了CFRP碳纤维强化树脂、铝合金和钢板这三种材料。同时不要忘记,排量更高的发动机其自身质量也会水涨船高,放在紧凑级乃至中级车上,也不利于前后重量的配比。


因此,重量相对较轻的四缸发动机顺理成章地成为主流之选。



如此一来,发动机层面的减重对于整车减重的作用不言而喻了。


发动机减重并不是一个新鲜的概念,自发动机诞生以来,发动机的小型化,轻量化技术一直在发展,轻量化活塞,中空曲柄、凸轮轴,缸体改铝合金,还有一些附件使用高温非金属材料。发动机技术发展至今,不是没有出现过多缸体或者大排量的油老虎,但最终,历史还是选择了平顺性,重量,油耗都达到了优秀四缸发动机机。


在四缸发动机中,除了2.0T发动机之外, 2.5T排量的体积过大、而1.5T升排量级别的涡轮增压发动机,确实能通过更大的涡轮或者增压值来保证动力的输出,不过相应的也会带来涡轮迟滞以及高温散热等问题,噪音,平顺性,行驶质感也存在这样那样的问题。


故而2.0升排量的发动机在经济性、环保和价格方面有天然的优势,更重要的是,这个排量的动力、稳定性也是值得肯定的。所以说2.0升正好是相对平衡且高效的位置。当然了,更关键的是为了避免发动机的爆震发生,压缩比要控制在合适范围内,也就是压缩比不能过高。


无怪乎,我们历数在售的从20几万到豪华车系,从轿车到SUV,从合资到进口竟有40多款车型搭载了2.0T发动机,可见2.0T实为各大厂商从价格、性能、节能排放等角度考虑的平衡之选。


不得不承认的是,过往的2.0T发动机也存在隐形矛盾点,油耗相对于小排量涡轮来说,在低转下并无优势,相对自吸车型,则在布置,温度上面临更大的考验。2.0T的技术近年来亦限于增压技术本身的发展,除了搭载较大增压器,使用双涡管,或者机械与涡轮「双增压」这些技术中排列组合,似乎也遭遇了发展的瓶颈。


而这些瓶颈暂时也无可回避,譬如各类增压技术在高转情况下扭矩提升的疲软。而大涡轮,双增压带来的高温,耐久性等问题,亦困扰着发动机性能的进一步提升。


归根到底,汽油发动机还是得不断往更高压缩比推进,力求达到更高的热效率,来达到提升燃油经济性的目的。


所以说,避免爆震和更高的热效率,鱼和熊掌兼得一直是工程师们毕生努力的目标。只是现实告诉我们这个目标只能不断靠近,始终在期待真正意义上的两全其美。



一些厂商把努力方向摆在了实现汽油发动机的HCCI(均质燃烧)上,然而HCCI亦可能也只在有限的工况实现,其量产预期在2019年,实际效果有待考察。


而相比之下,令人惊喜的英菲尼迪VC-Turbo可变压缩比发动机可谓当下更接近完美且已经量产的解决方案,至少在即将进入国内的全新QX50上,我们已经看见这台发动机的身影了,而不是还停留于试验阶段的产物。



可变压缩比发动机,顾名思义,其压缩比实现了8:1到14:1之间任意比率的变化。看似简单的比率变化,里头却蕴含了英菲尼迪工程师们将近三十年反复验证的时间。


要知道发动机气缸内的工作环境相当苛刻,在实现压缩比可变的过程中得面对包括可靠性、NVH控制以及发动机体积重量等一系列的难题,毕竟发动机在活塞连杆之间增加了Multil-ink连杆机构,从而改变活塞杆长度,进而达到改变活塞上止点的效果以后,许多相关部件都要进行耐久试验,才能保证发动机最终的量产装机。



有了可变压缩比技术的加持,就能在发动机低负载时使用高压缩比提高效率,高负载时降低压缩比以免爆震的发生。以往只存在理论上的可能,如今被英菲尼迪变为现实。这也解决了当今2.0T发动机的油耗与性能之间的最大矛盾。


这样还不够,工程师还在这台发动机上采用了缸内直喷+歧管喷射、奥拓/阿特金森巡航切换、进排气可变正时气门、可变排量机油泵等技术,其思路就像自适应悬挂那样,通过各种可变系统的存在,让发动机在不同的工况之下依然能保持最佳的压缩比和燃效。另外,机脚位置增加了主动式降噪支架来优化发动机的NVH。


因此,在全新QX50上,发动机的峰值功率达到了200kW(272PS)、峰值扭矩直奔380N•m。更可贵之处在于,这台VC-Turbo 2.0T发动机相比此前的V6发动机而言,前驱版效能提升了35%,四驱版效能提升了30%。


换言之,在保证性能的前提下,通过可变压缩比这个黑科技,让发动机兼顾了出色的燃油经济性。不仅如此,横置的布局既能适应前驱结构,也能迎合四驱系统的需要,在应用适应性方面也颇为称道。



已在今年北京车展上亮相发布的全新QX50正可谓英菲尼迪携汽油发动机领域的一次革命而来,2.0T也终于迎来传奇新篇。随着VC-Turbo 2.0T这一动力黑科技走入千万家,是时候甩开对6缸发动机的念想,更不必再纠结2.0T哪家强,关于动力的谈资就在这里。


来源:英菲尼迪知乎机构号


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