传统动力新亮点2.0

传统动力新亮点2.0

去年的上下两篇《传统动力新亮点》专题介绍了奥迪4.0升V8柴油机、保时捷2.5升水平对置4缸涡轮增压直喷汽油机、英菲尼迪3.0升V6双涡轮增压直喷汽油机和阿斯顿·马丁5.2升V12双涡轮增压直喷汽油机。很显然，电动机在受某些人追捧的同时，传统内燃机的研发并没有停止前进，优秀的汽柴油机层出不穷，所以这个专题在今年将继续。

AUDI 奥迪3.0TFSI汽油机

欧洲几个大车厂每家都有一台当红的3.0升6缸增压汽油机，经过不同调校可配给多个级别大小的轿车、跑车、SUV来使用。大众那台代号为EA 837的3.0升机械增压V6直喷汽油机多年来一直是各大动力系统评选的榜上客，以动力良好且响应及时著称，大众、奥迪甚至保时捷上都能见到它的身影。不过现在大众已经拿出了替代它的机型，也就是新一代3.0TFSI汽油机。廉颇未老，而是大众有了新的想法。

EA 837的动力表现良好，所采用的机械增压设计功不可没，但大众这次新推出的3.0TFSI发动机采用的却是涡轮增压，这是为何？请不要把车厂想象得有多积极上进，能逼迫他们推出这类需求量巨大的新动力系统的原因其实很简单：需要为了满足接下来更为严苛的能耗与排放标准，同时降低成本也是一项重要任务。

在介绍新涡轮增压汽油机之前，有必要先简单介绍一下被替代的EA 837发动机的机械增压系统的优缺点。和涡轮增压发动机相比，机械增压发动机最大的优势是动力输出更为线性，增压系统带来的动力迟滞现象轻微得多。这是因为机械增压系统由曲轴通过皮带或者链条来带动，也就是说机械增压器的动力来自发动机本身而非通过排放出来的高能废气带动。但正是因为这个道理，机械增压器会消耗掉一部分发动机动力，也就是说会增加油耗，这很不符合潮流。

取代机械增压发动机的新发动机首要解决的问题是尽可能降低涡轮增压的动力现象，大众的工程师们提出了两个解决方案：缩短进气系统的管路，使用单涡轮双涡管设计。是不是很耳熟？宝马在 B58发动机上也这么做过，效果是显著的，但是单涡轮双涡管设计除了动力响应较为及时外，也只在发动机高转速高负荷的情况下的表现更出色。为了配合单涡轮双涡流设计，大众和奥迪这次将该发动机配上了新的回流排气系统，废气可以反向排出气缸，省下了复杂的管道系统和布置线路。

进气系统结构简化的好处众多，其中之一就是能降低自重。EA 837的自重是189千克，新发动机的自重则是172千克，这还是在气缸套从硅铝合金换成了铸铁的前提下。不过在别的部分，这台涡轮增压发动机非但没有简化，还复杂了很多。该发动机的工作原理是双重的：在中低负荷运转时采用热效率更高的米勒循环，在需要更强动力时则切换为更常见的奥拓循环。米勒循环的实质就是阿特金森循环，所以这台3.0T发动机的双重循环工作原理并不是大众奥迪首创的，丰田和雷克萨斯用的那台2.0升D-4S涡轮增压汽油机早就投入使用好几年了。

在奥迪SQ5上，该发动机的最大功率为354马力，500牛·米的峰值扭矩从1370转/分钟一直维持到4500转/分钟。除了奥迪和大众，该发动机也将被保时捷采用，但是保时捷并不会直接把它拿来塞进Panamera的车头，而是会在气缸套内涂上等离子涂层来降低摩擦系数，功率和扭矩调校也会更激进。与前任EA 837相比，新的涡轮增压V6发动机更轻，燃油经济性也更好，而且与大众集团的4.0升V8增压发动机有众多通用化设计。它并不是一台单纯追求性能的发动机，而是一个大汽车集团权衡各方利益后推出的妥协的产物，但这并不妨碍它成为一款优秀的动力系统。

AVS系统通过简单的电磁原理控制气门开启时间以及行程

Toyota 丰田2.5升直列4缸直喷汽油机

中庸和可靠是丰田的招牌，但这并不表示丰田在技术这一块落后于别的车厂。许多人也知道丰田在混动系统这一领域的建树，但对丰田在普通内燃机方面取得的成就并不了解，所以今天很有必要向大家介绍一下丰田最新的自然吸气直喷汽油机。

与本田“地球梦”、马自达“创驰蓝天”那几款自然吸气汽油发动机一样，丰田这款名为Dynamic Force Engine的新发动机也是主打“高效”牌，那有多高效呢？丰田声称新发动机的热效率达到了空前的40%，配合上混动系统后的效率达到了41%，这意味着打破了第四代普锐斯所采用的2ZRFXE发动机的纪录，也成为了目前量产的热效率最高的汽油机。

提高热效率意味着油耗降低，二氧化碳排放减少，是各厂家努力的方向。为了达到这个目的，各大车厂无所不用其极，许多都采用了阿特金森循环，但又会产生动力输出偏弱这样的缺点。丰田这次之所以能创造燃油热效率的新高，恰是严苛地执行了以下三点：提高进气效率；改善燃烧质量；减少各环节的能量损失。

这台发动机的压缩比达到了13∶1，适用于混合动力版的压缩比达到了14∶1，使用了进、排气门双可变正时技术，这并没啥新意，但丰田这次在进气端使用了VVT-ie也就是电控可变气门正时技术。相比油压控制而言，电控系统反应速度更快、控制精度也更高。合理地增加进气量有助于提升燃烧效率，新发动机的进排气门夹角为41度，而现有2.5升直列4缸发动机的进排气门夹角为31度，从而提升了每一个循环的进排气效率。两款发动机的排量虽然都是2.5升，但新发动机的缸径较小，冲程更长，这使得新发动机的扭矩输出明显增加。

提升进气效率最终还是为了改善燃烧质量，丰田通过加快Dynamic Force Engine发动机的燃烧速度来提高废气再循环率（EGR）极限值，把气缸内的滚流比（活塞运动方向的涡流强度与轴向涡流强度之比）从之前的 0.8 提高到了2.8。高滚流比能够使得点火时刻混合气分布更加均匀，燃烧自然更加充分，一氧化碳和碳氢化合物排放量也会降低。而为了提高滚流比，丰田改变了进气口的造型，使得涡流呈垂直方向运动。这样一来，在发动机转速为2000转/分钟时，缸内气体的平均湍流速度由原来的2.5米/秒提高到了3.4米/秒。

是的，新发动机上并没有什么特别新颖的技术，但丰田就是让它的最大功率达到了205马力，峰值扭矩提升到了250牛·米，完全不逊于本田和马自达的同级别汽油机。即使是混动版，其汽油机的最大功率也达到了176马力，峰值扭矩也有220牛·米。与该发动机相匹配的，还有一款全新研发的8挡自动变速箱，专供前驱车使用。配备该发动机的后驱车，则将采用全新的10挡自动变速箱。特别还要提一句，丰田这次为热效率高达41%的汽油机所匹配的混动系统还细分为二种，基础版采用镍氢电池组，而运动版则采用锂离子电池组。