New Diesel Power黑科技
2016-08-22
New Diesel Power黑科技
相信我们的读者早已知晓了欧洲消费者对于柴油机情有独钟,也知晓现在的柴油机已经做到了安静、清洁、高效,但是我们今天要介绍的几款新机型绝对可以再次刷新大家对于车用柴油机的认知。
柴油机不等于黑色的尾气,它们有时可以和黑科技划等号。
欧洲人爱用柴油机,欧洲车厂也热衷于研发柴油机,大功率、高能耗、低排放的机型有着一大堆,所以许多人就会忽略日本车厂在这一块的建树。的确,无论是本田还是丰田,最让人津津乐道的动力系统方面的成就都不是柴油机。但日本车厂,尤其是丰田,在柴油机的研发方面也有着相当强的实力。
丰田全新的GD系列涡轮增压柴油发动机其实在去年就已经发布了,不过装备该系柴油机的新普拉多、新海拉克斯等车型在前不久才刚刚在海外上市。在具体介绍新的GD系列涡轮增压柴油发动机以及后面的奔驰OM654柴油机之前,很有必要先做一下柴油机的知识预热,所以就先从了解丰田D4D柴油机开始吧。
许多越野车拥趸们口中的D4D并不是发动机型号,而是丰田一种柴油发动机的技术,全称是:Direct Injection 4Stroke Diesel Engine,即高压共轨直喷四冲程柴油发动机。丰田旗下采用D4D技术的发动机型号很多,包括1VD-FTV、1KD-FTV以及后面要介绍的1GD-FTV、2GD-FTV等,涵盖了V8、V6和直列4缸这几种形式。
共轨直喷技术是指在高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化。D4D系列发动机在一根“共轨”上安装和气缸数相等的喷油器,由一个电子油泵向共轨中的喷油器供油。喷油器的开启和关闭则靠电脑指挥下的电磁阀控制,这个原理与电喷汽油发动机类似。简单地说,D4D的直喷共轨技术就是靠一台电子泵带动整个发动机的供油,供油压力不再随发动机转数而变化,实现了对喷油的精确控制。此外,D4D发动机中的氧传感器等传感部件还能将尾气情况反馈给ECU,从而可以根据尾气判断燃烧状况,进而调整供油浓度,实现混合气的充分燃烧。D4D系列发动机的缸体均由铸铁材料打造,缸头则是铝合金材质。双顶置凸轮轴驱动的齿形带可自动平稳、更安静地运行,最大能保证150000公里行驶里程无需更换。很显然,丰田设计这样的发动机是为了尽可能提高车辆的可靠性、耐用性,同时尽量降低车辆的使用成本。
先行推出的V8和V6结构的D4D发动机已经装备了多款车型,在全球各种极端情况下经受了多年的考验,耐用性、可靠性是目前地球上所有民用柴油机中最最杰出的,那新推出的4缸1GD-FTV 和 2GD-FTV发动机的亮点又在哪里呢?丰田给出的答案是——热效率。
全新GD系列涡轮增压柴油中的2.4升机型车厂代号为2GD-FTV,最大功率为162马力,峰值扭矩为400 牛·米;2.8升机型车厂代号为1GD-FTV,最大功率为179马力,峰值扭矩为450牛·米。后者相比KD系列3.0 升V6柴油发动机,扭矩输出增长了25%,但油耗却降低了15%。新发动机采用了多项新技术,将热效率提升至44%,提升性能的同时也将更节能环保。要知道大部分发动机的热效率仅有30%,丰田在前几年宣传要打造热效率超过40%的内燃机时还遭到了不少人的质疑,而新的GD发动机已经做到并且量产了。
新发动机之所以能够做到高能效,是因为采用了被称为Thermo Swing Wall Insulation的温控技术。丰田的科研人员在活塞顶部覆盖了种被称为Silica Reinforced Porous Anodized Aluminum的薄膜涂层,能使活塞在冲程开始时快速升温,减少热量损耗。当进入四冲程的排气阶段时,活塞顶部的温度也将随之快速降低,从而改善进气和压缩行程的效率,减少氮氧化合物的生成。根据丰田提供的数据,采用该涂层后的活塞能减少30%的热损失。
此外,丰田GD系列柴油发动机还对进气系统进行了优化,前导喷射技术能够适应各种进气状况,尽力缩短着火滞后期;新研发的可变几何涡轮增压器能在宽阔的转速范围内提供充沛的扭矩输出;在尿素选择性催化还原系统的帮助下,氮氧化合物的排放最多能够降低99%,令排放满足欧VI标准。
我们在2008年隆重介绍了奔驰当时新推出的4缸柴油机——OM651,这次介绍的则是替代它的OM654。新发动机的优势在哪里?无非是排量更小、体积更小、重量更轻、功率更大、油耗更低,不过能做到这些并不容易。
大多数人或许还没有听说过OM654柴油机,一是因为国内只重视汽油机,二是该新发动机刚投产,即使国外也见不到,三是因为大多数人都将焦点放在了搭载该发动机的新E级轿车上而忽略了它。OM654其实是一款非常了不起的发动机,因为它抛弃了采用了几十年的铸铁缸体,成为了奔驰旗下第一款全铝合金制的4缸柴油发动机。
相对排量为2.15升的OM651柴油发动机,2.0升排量的OM654的油耗低了13%,重量也从199千克降低到165.4千克。OM654每个气缸的排气量少占用47.5立方厘米的空间,压缩比从16.2∶1降到了15.5∶1,且冲程更短,使得转速的提升可以更轻松。
OM654采用了工作压强高达205兆帕的第四代共轨喷射供油系统,并采用钢材活塞,通过超高温高压电弧将在AMG系发动机上已经采用了的Nanoslide涂层附着在缸壁上,使得活塞和缸套之间的摩擦降低了25%,并且最终使得排放达到了欧VI标准。
上一代E220 BlueTEC(W212)搭载的2.15 升OM651柴油机的最大功率为170马力,扭矩为408牛·米。在新技术的推动下,OM654发动机的工作振动和噪声比OM651明显更小,最大输出功率却提升到了192马力,峰值扭矩则可以达到400牛·米。最新款的E220d上与其搭配的是一款9挡自动变速箱,该车从静止加速到100公里/小时费时7.3秒,极速为240公里/小时,百公里综合油耗达到了惊人的4.3升,而匀速油耗更是低至3.9升,二氧化碳排放量每公里只有102克!据悉,OM654将会配备于奔驰的大多数车型,包括轿车、SUV、敞篷车、跑车以及部分商用车,只不过届时可能会再为装备前驱车型进行一下微调。
捷豹路虎和福特的这场婚姻并不幸福,虽然最终还算好聚好散,但捷豹路虎始终和福特有着一些瓜葛,因为他们需要福特提供的发动机。这种局面当然不能永远维持下去,所以捷豹路虎早已开始研发自己的新动力系统,即Ingenium发动机系列。
Ingenium是全新的紧凑型、轻量化、低排量柴油和汽油涡轮增压发动机系列,其效率和性能可充分满足全球消费者的不同需求,共用的柴油机和汽油机架构具有灵活的配置,可实现多种调校并且快速进入最大化的生产效率状态。新发动机于去年在英国伍尔弗汉普顿附近新建的捷豹路虎发动机制造中心进行批量生产,已经陆续装备于XE、新XF、F-Pace等车型上。
Ingenium系列汽油和柴油发动机都将配备涡轮增压器、缸内直喷系统、可变气门正时和发动机自动启停等技术,所有发动机的主要零部件都能实现共享。该系发动机无论是缸体还是缸盖均由铝合金打造,拥有相同的缸径、冲程和缸距,每个气缸排量为500毫升,模块化设计可轻松地组合出3缸、4缸、5缸和6缸发动机,其中4缸发动机比捷豹路虎现在使用的4缸发动机轻了80千克。灵活多变性还不单单体现在发动机形式上,Ingenium系列发动机能够轻松应对前驱(横置)、后驱(纵置)和四驱等各种不同的动力布局。
该系首款投入量产的机型是代号为AJ200D的2.0升直列4缸涡轮增压柴油机,它的运转阻力相比现有路虎现在所使用的的2.2升直列4缸涡轮增压柴油发动机降低了17%。运转阻力的减少得益于一系列先进技术,例如凸轮轴和平衡器轴上采用滚珠轴承,取代机械加工的轴承表面;采用计算机控制可变油泵,能够在各种速度、发动机负荷和温度条件下提供最佳油量,从而达到节油效果;采用计算机控制可变水泵,能够根据温度、速度和驱动条件调整发动机的冷却剂流量;分离式双回路冷却系统通过快速预热降低二氧化碳排放量,同时在寒冷天气为车厢快速提供热量;简化的凸轮驱动系统设计,适合于模块化应用;曲轴偏离发动机基座中心;电子控制活塞冷却喷嘴,改善油泵回路效率,喷嘴在不需要活塞冷却时也可关闭。
2016款全新捷豹XF车型将会搭载的AJ200D柴油机有两种调校:入门版最大功率为163马力,峰值扭矩为380牛·米;高功率版的输出提升到180马力,峰值扭矩更是高达430牛·米。入门版新XF从静止加速到100公里/小时需时8.7秒,极速为229公里/小时,百公里综合油耗只有4升,而匀速油耗更是低至3.6升,每公里二氧化碳排放量也只有104克!配备4缸高功率柴油机的新XF从静止加速到100公里/小时需时8秒,极速为230公里/小时,百公里综合油耗只有4.3升,而匀速油耗也只有3.9升,每公里二氧化碳排放量也微微升至114克!
在上一期《车迷》杂志的VAN专题中,我们向大家展示了新艾力绅、2系和华颂7这三款不同品牌、不同定位、不同行驶表现的MPV的实力。可以看出,尽管都属于VAN,但是设计理念的千差万别导致最终的产品会有着本质上的不同。那么如果是同一个品牌的VAN,甚至连采用的发动机都是同一款,会有本质上的区别吗?上汽大众的新途安L和夏朗之间的区别难道只有车体大小和售价高低?第六代T型车真的只是第五代的升级车型?大众真的领悟到了打造优秀MPV的真谛?