新能源车的搅局者

卫东

在20年前从学校毕业时就深度怀疑所学的内燃机设计课程是纯属耽误时间，因为那时的电动车等新能源汽车苗头已经蠢蠢欲动。好在20年过去了，传统内燃机还没有从地球消失，而且传统内燃机依旧在汽车市场上占据着强势地位，我所学的内燃机设计专业课程还没有被博物馆收藏。

面对汹涌澎湃的新能源汽车大潮，尽管传统内燃机业表面上依旧显得很平静，可平静的外表下面也是波涛汹涌，在对未来感到迷茫的同时也是在寻求着继续生存之路。生物学家达尔文曾说过“适者生存”，只有适应社会的发展才能生存，也促使着我们的社会在一步步前进，否侧便是被社会淘汰，从地球上消失。汽车的传统动力——内燃机发动机该何去何从？

也许它们就是幸存者，因为它们改变了自己的基因，将自己转变成适应这个社会的游戏规则，它们顽强地生存了下来，正应了达尔文“适者生存”的理论。在真实感触这两款车的优秀基因之前，我们先来看看它们的技术亮点以为我们的体验做些必要的铺垫。

“创驰蓝天技术”的核心之一便是追求“理想燃烧”的世界首款高压缩比高效发动机，也就是创驰蓝天汽油发动机（Skyactiv-G）

马自达向来以我行我素著称，尤其在动力系统的开发上，如它一直坚持的转子发动机。在低碳、环保日益成为当今社会的主旋律的今天，在日本作为追求驾驶乐趣为目标的汽车厂商代表马自达依然是另辟蹊径，找到了自己独特的解决办法，这就是马自达大力宣扬的——创驰蓝天技术。马自达要以独特的创驰蓝天技术保证“驾乘乐趣”。

“创驰蓝天技术”的核心之一便是追求“理想燃烧”的世界首款高压缩比高效发动机，也就是创驰蓝天汽油发动机（Skyactiv-G）。燃料在气缸内燃烧时70%～80%能量都会在燃烧过程中损失掉，人们在想尽办法提升发动机效率以实现“理想燃烧”。于是将汽油发动机与柴油发动机联姻从而降生出更优秀的发动机让人们看到了希望，奔驰开发出了DiesOtto发动机，大众推出了CCS复合燃烧发动机，马自达则最先让这联姻技术实现了量产，就是高压缩比汽油发动机。

提高压缩比能够大幅提升热效率。近年来汽油发动机的压缩比一般在10～12左右，理论上将压缩比从10提高到15后，热效率能够改善约9%。尽管如此，此前的汽油发动机并没有大幅提高压缩比，原因之一就是爆震会导致动力输出大幅下降。

为消除爆震，有效的方法是减少残留在燃烧室内未排放的高温残留气体以降低缸内的温度。常见的方法是通过可变气门系统（VVT）来减少残余废气，但效果有限。马自达通过排气管的合理设计——4-2-1排气系统，能有效利用排气压力波的波动效应，避免了各气缸之间排气相互干扰。这种排气系统再与进排气双VVT系统结合，使废气能更通畅地排出，有效降低了缸内温度，也就降低了末端混合气发生自燃的可能。

此外，加快燃烧速度，缩短燃烧持续期，有特色的具体措施是在活塞顶部设计一个凹坑（或称空腔），使火焰前锋面在燃烧初期就尽快展开，以提高燃烧速度，当然也包括常用的加强混合气运动、提高喷油压力和改善喷雾特性等。同时通过优化燃料喷射，能够在火花塞周围生成分层混合气进行燃烧。通过设立空腔，初期的火焰与活塞接触，也解决了冷却损失问题。

为了提高发动机响应性，需要尽最大努力减轻惯性重量，减少机械阻力。为此，马自达进行了一系列的优化工作，包括活塞、活塞销、连杆轻量化、减少活塞环张力、曲轴主轴颈小型化、采用滚轮从动件等。

压缩比提高后，燃烧速度显著提高，对汽油机实施稀燃、米勒循环、智能启/停等技术也有正面效果。马自达创驰蓝天发动机通过实现接近F1赛车的13：1的全球最高汽油发动机压缩比设计，让燃油和空气混合气在燃烧更为彻底，其最终实现了燃油经济性改善15%、动力提升15%的双重优化。

新一代创驰蓝天自动变速器（SkyactivDrive）6挡手自一体变速器拥有高效能宽车速范围锁止技术，还有换挡响应的提升让变速器反应更灵活。马自达新开发了内置小型圆环的全域锁定离合器，并且采用了控制性更好的多板离合器构造，改善油的流动，提高冷却性能，确保离合器的可靠性，能够扩大锁定区域。通过大幅加宽锁止离合器的锁止范围，使得燃油经济性进一步提升4%～7%。创驰蓝天车身及底盘（SkyactivBody & Skyactiv-Chassis）轻量化设计将整车重量减轻了约100kg，不仅能改善油耗，而且能够全面发挥新发动机的性能，使得行驶、转弯、停车等汽车的基本性能得以进一步优化。

马自达虽然在混合动力、电动车、混合燃料动力领域都有着不错的研究成果，可为了寻求更符合当前社会的动力系统，还是坚持开发出了创驰蓝天技术。

Drive-E系列发动机气缸的几何尺寸完全一致，每缸容积都为500mL，汽油和柴油发动机之间有70%的设计都是相同的

去年法兰克福车展上，当沃尔沃汽车的全新动力概念Drive-E“E驱智能科技” 首次露面时，沃尔沃表示今后沃尔沃的发动机都会由2.0L的4缸发动机（柴油和汽油）延伸出来，根据采用增压形式的不同，产生了不同功率级别的产品。按照沃尔沃的计划，这一系列发动机未来将取代沃尔沃如今3个平台上的八款包括5缸、6缸以及8缸在内的发动机，听起来确实让人觉得不可思议。

Drive-E是今后所有沃尔沃乘用车所采用的动力系统的总称。字母E代表了高能效（Efficient Power）、节能环保（Environment）和电气化（Electrification），代表了当今发动机产业发展的趋势。

沃尔沃的Drive-E系列汽油发动机采用了如今最流行的直喷+增压的手段，先期推出的两款汽油发动机T5和T6分别采用了涡轮增压以及涡轮+机械双增压技术。其中采用涡轮增压技术T5发动机功率达到了180kW，扭矩350Nm，同当今主流竞品相比，在性能上名列前茅，它搭载在城市SUV XC60上的油耗出人意料地仅为6.9L/100km，把竞争对手抛在了后面。

而代号为T6的4缸发动机在未来将要担负起全面替代原有代号同样为T6的3.0L 224kW直列6缸发动机的任务。用2.0L 4缸发动机达到一台6缸涡轮增压发动机的动力水平，其核心技术就在增压器上。T6的增压系统使用离合器控制的罗茨机械增压器与一个大的涡轮增压器相配合，机械增压器用于低速时快速提供高扭矩，当发动机转速上升后，涡轮增压器开始介入，机械增压器则停止工作。这样一来，T6的发动机峰值功率达到了225kW，最大扭矩也达到400Nm。在亲自体验了搭载Drive-E T6发动机的沃尔沃XC60之后，沃德全球十佳发动机评审团主席Tom Murphy评价道：“Drive-E‘E驱智能科技’动力总成将燃油经济性与高性能很好地结合在了一起，驾驶乐趣让人印象深刻。”

说到XC90上那台V8发动机的继任者，沃尔沃的计划则是通过T6发动机和插电式混合动力系统结合来达到V8的动力输出，这要等到下一代XC90的面世，全新的动力系统才能露面。

除了增压概念外，Drive-E系列发动机的许多细节之处同样凝结了沃尔沃设计团队创新的设计，包括轻量化发动机缸体、低摩擦力曲柄系统、带智能冷却的热管理系统、汽油中置直喷系统等等，这些都是旨在进一步提高效率，并且为用户带来更激情的驾驶体验。

全新的Drive-E系列发动机气缸的几何尺寸完全一致，每缸容积都为500mL，甚至汽油和柴油发动机之间有70%的设计都是相同的。采用模块化设计之后，意味着所有的发动机均可以在一条生产线上柔性化制造，大大降低了设计生产的成本，并提高了维修保养的便利性。

Drive-E动力系统的另外一个核心部件是来自爱信的8挡自动变速器。相比原有产品，它在传动比上提高了23%，进一步提高了传动效率，而且它在车辆滑行时可以切断同发动机的连接，从而进一步延长了行驶距离。不仅如此，沃尔沃还创造性地将启动电机集成在变速器当中，它不仅担负行驶过程中自动启/停发动机的任务，而且取代了传统的启动电机，进一步简化了发动机组件，而且启动过程更加安静平稳，达到了豪华轿车应有的用户体验。

在2011赛季的WTCC（世界房车锦标赛）中，沃尔沃已经在其赛车上配备了Drive-E 原型机，并创造了全新赛道记录，看来它是真实的。而下面我们的实际体验则完全是真实的。

阿特兹的“魂动设计”确实非常成功，以2830mm长轴距打造宽敞内部空间的同时，外观保持了具有修长发动机舱的跑车造型，及动感与活力于一身

阿特兹的“魂动设计”确实非常成功，以2830mm长轴距打造宽敞内部空间的同时，外观保持了具有修长发动机舱的跑车造型，及动感与活力于一身。在踩下油门的那一刻就让我感受到了丰满的动力输出。在市内驾驶时，只需要轻踩油门便可得到流畅的驾驶感受，当需要急加速超车时一脚油门到底，也会带来不错的推背感，此时发动机的轰鸣声也是很悦耳。当遇到红灯时，只要深踩下制动踏板，发动机的运转便会戛然而止，一下让世界安静下来；当需要起步时，只要稍抬制动踏板，发动机便立刻轰然运转，一点也不耽误车辆前进的步伐。在城市中虽然是走走停停的路况，可其平均油耗却只有9.0L/100km，对于这么大的车和2.5L的发动机来说是很出色了。

在“高速+乡村”道路的平均油耗显示是6.9L/100km。在时速90km/h的车速下，发动机转速只有1600rpm，表现出了动力系统发动机与变速器的良好匹配，为减少燃油消耗做出了贡献。58L的油箱，从4S店提出车时加了45L油，当加满油时仪表显示可续航里程达到600km，几乎达到了有些城市SUV两倍的续航里程，其经济性和实用性不言而喻。在六环上，将车速设定在100km/h巡航驾驶，随着道路上下坡的变换，可以看到瞬时油耗也会随之波动，在7.6L/100km到4.1L/100km之间波动，发动机转速则一直维持在1900rpm。在这段高速公路的平均油耗则达到了4.7L/100km，这可是在空调开启的情况下，还是相当令人满意的。

在北京郊区的盘山路上，阿特兹发动机的轰鸣也是勾引着我的驾驶欲望，换挡拨片在这里有了用武之地。随着方向盘来回运动，轻柔的方向盘带来了精准的转向，而车身则带来了适度的支撑，阿特兹带来了游刃有余的驾驶乐趣。在这激情之后油耗又会发生怎样的变化呢？平均油耗达到9.8L/100km，看来也是很令人满意。

在山路上XC60的表现又怎样呢？将挡位调至运动模式，发动机立刻变得高调了，随着脚下快速操作油门，发动机不时发出了吼声

沃尔沃XC60搭载了新一代Drive-E T5发动机又如何呢？心里带着疑问驾驶着XC60上了北京拥堵的街头。轻点油门动力还是很充足的，转向很灵活，在城市里驾驶一点也没有SUV的笨重感。中段急加速时动力爆发得更是彻底，显然增压器介入后带来了更好的动力响应，并没有让我感受到过多的涡轮迟滞。由于动力系统增加了滑行功能，明显感觉到收油门后车速下降缓慢，比一般车辆滑行的距离更长，如此带来燃油的节省也是不可低估的。就是跟车太近时，滑行模式就会显得没有用武之地。按下经济模式按键，此时的XC60变得温顺了一些。

当在交通信号灯前深踩下制动踏板停下车时，XC60的发动机像阿特兹一样停止了运转。虽然每一次停车节省的燃油是微量的，可集腋成裘的效果是可观的，对于减少无形的有害气体排放的意义更为重大，这也为XC60的节能减排做了一定贡献。相信如果在早高峰的红灯前每一部发动机都停止运转而安静下来，对社会做出的贡献也会是可观的。尽管做了很多努力，但对于平均车速只有27km/h的行驶来说，平均油耗达到13L/100km也不足为奇。

终于逃脱了拥堵奔上城市快速路，将数据清零，重新计算高速公路的油耗。在这平坦而宽阔的大道上，车速保持在了100km/h左右，现在滑行模式的功力开始发酵，眼看着平均油耗的数值达到了10.2L/100km。显然高速公路、城市快速路更适合于XC60的驾驶环境。

在山路上XC60的表现又怎样呢？将挡位调至运动模式，发动机立刻变得高调了，随着脚下快速操作油门，发动机不时发出了吼声。就在油门、制动、打方向的不停操作中，XC60在尽量跟上阿特兹的步伐。高达威猛的SUV在山路上带来的视野不错，不过过高的重心也加剧了车身的摆动，对于有些弯道真是“有贼心，没贼胆”了。当山路驾驶告一段落时，查看XC60的平均油耗——14L/100km，显然山路激情驾驶并非XC60的强项，不过从目前XC60的表现看，作为一款SUV已经让我感到满意了。一天的工作终于可以画个句号了，一边享受着山里雨后的清新空气，一边轻松地驾驶着XC60——收工回家。

虽然新能源概念正在铺天盖地地在给人们洗脑，但从专家观点最终得出新一代发动机依然有着明显的市场优势，也更符合中国的国情。当初在学习汽车的专业知识——发动机设计时就对发动机的未来充满了迷茫，好在这迷茫终于在今天被马自达、沃尔沃将这片乌云打散了，在新能源大潮下，传统发动机依然有着它顽强的生命力。

清华大学汽车工程系教授，博士生导师清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任中国内燃机学会汽油机分会副主任王建昕

在大众等欧洲企业的主导下，小排量、直喷、增压技术目前成为汽油车节油的主流技术，也就是小排量增压发动机，一时间“直喷必须增压”好像成了定式。直喷增压虽然降低油耗的可能性大，但技术难度和成本也明显提高。马自达从提高压缩比这一别人都认为很难的途径入手，也实现了显著降低油耗的目标，这说明直喷但非增压这条途径也是可为的。“创驶蓝天”技术的主要意义，一是为汽油车节能减排提供了又一条可行的技术路线，二是对国内自主开发很有借鉴和启示。

日本马自达株式会社动力传动系统本部本部长广瀬一郎

普遍认为解决环境问题只有依靠电动车，但是我想告诉大家还有其他的手段。2020年的世界能源资源还是以石油为主，所以我们认为汽车的动力源以内燃机为基础这一点不会有变化，所以提高内燃机的效率是必不可少的。

创驰蓝天技术的下一个阶段，也就是Skyactiv—G发动机的下一代Skyactiv—Gtiv32，将压缩比提高到18∶1，并且能够让理论空燃比混合气体燃烧，热效率将提高50%。第二代、第三代的Skyactiv—G在二氧化碳排放水平可以达到新兴的电动车水平。

沃尔沃研发部动力总成总监白彬毅

沃尔沃Drive-E还有一个很重要的创新在于它的自动启/停系统，目前主流的自动启/停方式有两种：一是布置在发动机的前端轮系用皮带驱动；另外一种则是把启动机装在启动马达的位置，这两种方法各有优劣，装载前端轮系的优点在于启/停系统比较安静而且运转平稳，启动速度比较快，但是需要对前端轮系进行大幅修改；如果加到启动机上虽然结构简单，但是振动比较大。沃尔沃这套系统的独特之处在于把启/停系统安装在了变速器上，直接驱动曲轴，这样效率更高，而且它可以取代启动电机的功能。

沃尔沃汽车集团中国区研发副总裁沈峰

沃尔沃花了很大的力气，让汽油机跟柴油机在很多方面共享，就是模块化，可以加快发动机的开发进程，并实现汽油机跟柴油机之间的共享。从客户角度讲，零配件有更大的优惠，从质量讲，我更保证质量。我们说这是一款非常高效的发动机，并且扭曲线也很漂亮，整个排放很低。沃尔沃的技术突破了缸数和排量对性能表现的限制，使小型发动机在强劲动力输出、最佳燃油经济性及更低排放之间找到最佳平衡，为消费者带来高效、清洁的动力和卓越的全新驾驶体验的同时，实现沃尔沃汽车对环境保护的承诺。

auto world执行主编沃德十佳发动机评委Tom Murphy

我认为沃尔沃Drive-E非常不错，我驾驶过涡轮增压T5和涡轮+机械增压的T6，我感觉首先它非常平顺，而且它的油耗和排放都非常友好。声音很动听、同整车搭配之后NVH性能也非常出色。启动平顺，并且在方向盘上几乎感觉不到任何振动。以我们的评选标准来看，它各项指标都堪称优秀。世界各地越来越严格的排放法规以及环境压力，以及发动机技术的进步，我认为2.0L排量的发动机会越来越流行，并且会装备到大部分型号的车辆当中去。如今我们可以看到越来越多的豪华轿车、中级轿车都装备了4缸发动机。