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不朽的神话

2018-05-21曲振凯

汽车与运动 2017年10期
关键词:声线增压器奥迪

曲振凯

9月,奥迪RS 3 Limousine正式登陆中国市场,这个消息对于那些RS的死忠无疑是最好的消息。令人痴狂的动力性、强大的操控性、独一无二的驾驶乐趣都成为了RS 3 Limousine的标签之一,但其所搭载的全新一代2.5TFSI发动机更加让人痴迷。不可否认,奥迪5缸发动机系列之所以获得如此崇高的地位,原因之一就是它在赛车运动中取得的成功及其出色的可靠性和经济性。时至今日,它们依然在以独具特色的轰鸣音效为人们营造激情澎湃的驾驶体验。接下来,我们将一同见证这台动力更强、效率更高、经济性更好的奥迪全新5缸发动机拥有哪些神奇之处。

神奇的开始

40年前,奥迪计划能够在与其他豪华品牌的竞争中取得优势,发动机成为了重中之重。当时,奥迪内部出现了两种意见,采用6缸发动机和5缸发动机。最终,奥迪认为6缸发动机的体积和重量对于当时奥迪的产品而言太大太重,因此费迪南德-皮耶西(Ferdinand Piech)下定决心研发5缸发动机。

可以说,5缸发动机对于奥迪而言非常必要,但当时的研发目标可没有现在这么具体,那时还完全没有计算机辅助设计和仿真,当时的奥迪发动机研发团队完全都是站在大白板面前构思自己的零件,然后相互讨论、组装。对于5缸发动机,费迪南德-皮耶西只有一个目标,就是全新的5缸发动机可以为奥迪100车型(C2,第二代)提供至少100kW的输出功率。最终,不仅他们成功了,奥迪100也大获全胜。当时没有人会想到,这台5缸发动机将会成为奥迪的佳作,甚至成就了一段奥迪的不朽神话。如今,奥迪的5缸发动机系列由于其标志性的运转方式被人们称为一台充满感情的发动机,正因为如此,它成为了奥迪的标志之一。

无法炮制的美妙声线

奥迪5缸发动机因其特殊的点火次序和运转方式使其拥有了天赋异禀的独特声线,但迷人的声线并不是全部。它保留了机械部分的全部声响,没有加入一丝一毫伪造和模仿的声效,惟一的帮手就是排气管发出的一些蜂鸣。40年来,它发声的机理没有任何改变,因此声线也就保持了原样。渐渐地,它成为奥迪品牌的一部分,让人一次次不禁竖起汗毛。但可能在40年以前并没有人料到这个声响会如此受欢迎。

40年前参与第一台5缸机研发的退休工程师Peter Leitner曾经表示,第一次点火时大家都非常不适应这台5缸机的动静,但也没有人站出来说我们要在意发动机的声响,机缘巧合,这样的声响在40年后成为了这个发动机系列的标志。

可以说,5缸发动机与四轮驱动技术quattro成为奥迪品牌形象的转折点。40年前大家提起奥迪总是会把它叫做大众的贴牌车,或者带着四环标志的大众产品。Peter Leitner作为那个时代的见证者,深刻地体会到将5缸机、quattro以及美丽而且运动的车身合为一体的Ur-quattro跑车对奥迪有着多么深刻的意义,尤其是后者还在各种赛事中频频夺冠。也正是从那时起,奥迪的形象就一直在改变,最终奥迪将激进与大胆联系在一起。

更加苛刻的研发要求

2013年,奥迪发动机研发工程师Dengler博士领导的50人团队收到了来自集团的一个非常不可思议的研发要求:重新设计奥迪经典的5缸发动机,不仅要保证从更小的发动机排量以及体积中获取更大的动力,同时保证能够适应更加严苛的排放要求。

如此的研发要求即使放在现在也可以说困难重重,在那个时代几乎不可能实现。因为更大的功率意味着发动机结构的负载更大,而同时要求更轻和精简的结构,这种矛盾给Dengler博士领导的50人团队提出了很高的要求。

为了找到能够平衡矛盾的设计,奥迪的这个精英团队付出了大量的时间与心血。最终,他们成功了。就像眼前的这辆奥迪RS 3所搭载的全新的5缸发动机在保持排量不变的情况下比之前一代产品的功率增加了17%,NEFZ测试工况中的油耗下降了0.3L/100km,整机重量也降低了26kg。千万不要小看这26kg的数字,为了减轻这个仅有小学生体重的重量,该研发团队可谓煞费苦心。可以说奥迪将这款发动机的轻量化做到了极致,全铝缸体只是一部分,我们看不到的地方轻量化的工作同样做到了极致。该发动机采用了镁材质的油底壳,这种材质不仅拥有更轻的重量,还能够拥有比铝合金更好的声学特性。它可以有效降低发动机振动产生的噪音,重量上也比铝合金油底壳减少20%。轻量化曲轴采用了蠕墨铸铁材质,可有效降低發动机传动损耗,使发动机的输出更轻快。就连油泵这种小到不能再小的部件,工程师们也精心地采用了铝合金材质打造。除此之外,轻量化打造的发动机同样禁得起巨大负荷,全新一代RS 3于是拥有294kW的最大功率输出和高达480Nm的峰值扭矩,可以在4.1s内将RS 3从静止到推向100km/h。

传统与进步

这台全新5缸发动机得到了全面提升。为了提升发动机功率,全新直列5缸发动机的开发者将工作重心放在了涡轮增压器上。新涡轮增压器的直径比之前的更大,但通过全新设计的翼片和桨片提升了增压器的工作效率。改进后的旋转件转动方向减小气流流动阻力的同时压缩了涡轮增压器的径向尺寸。

新机型通过改善燃烧方式、提升整机的热效率减小了油耗。此外,开发者们还通过控制活塞的运动方式减小了活塞在气缸内的运动阻力,这一点的诀窍是改进的尺寸和离子镀层的气缸内壁。为了降低排放,新的5缸发动机也采用了奥迪4缸发动机的双喷射技术。这一技术将进气管喷射在排放上的优势和缸内直喷在燃效上的优势结合在一起。

不管开发流程和方式如何变化,奥迪的5缸发动机似乎独立在整个世事变迁之外,直到如今很多关键的技术参数都跟40年前并无二致,比如独特的气缸点火顺序、每个气缸中心点之间的距离也保持在88mm、每次点火间隔曲轴都会转过144度等等。对于这台机器的定位也没有发生任何变化,装配全新5缸发动机的RS 3是奥迪运动系列中的顶尖产品,正如5缸发动机在横置平台上一直坐在自己的王座上一样。2.5 TFSI发动机超过了过往奥迪开发的任何一台5缸发动机,它的传奇和历史正在延续。

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