第九节 发动机新技术应用实例
全球十佳发动机又名沃德十佳发动机,它由美国著名汽车杂志《Ward‘s Auto World》创办,至今已有20多年的历史。其评比对象为整车造价在6万美元以下的量产车型,评比的内容主要包含发动机的稳定性、环保性、燃油经济性、单位质量输出功率等。该榜单也享有“发动机技术领域风向标”的美誉。2015年十佳发动机最终获奖名单见表1-11。
表1-11 2015年十佳发动机最终获奖名单
福特1.0 LEcoBoost发动机如图1-41所示,发动机排量为0.999L,气缸排列形式为直列3缸,压缩比为10:1,缸盖和缸体采用铝合金材料。它采用了涡轮增压、缸内直喷、双独立可变气门正时等先进动力技术,使其在6000r/min的转速下最大功率达到93kW,在1500~4500r/min的转速下最大转矩达到170N·m,在提高发动机工作和燃烧效率的同时也降低了油耗,在动力和油耗之间获得了最佳平衡。
图1-41 福特1.0 LEcoBoost发动机
宝马1.5L涡轮增压发动机如图1-42所示,发动机排量为1.499L,气缸排列形式为直列3缸,压缩比为11:1,缸盖和缸体采用铝合金材料。它采用了涡轮增压、缸内直喷、电子气门等先进动力技术,使其最大功率达到100kW/(4500~6000r/min),最大转矩达到220N·m/(1250r/min)。宝马过去坚持采用6缸自然吸气发动机,是因为这种发动机运转平顺且动力输出线性。随着技术的进步,涡轮迟滞问题得到了解决,4缸发动机平顺性也提高了,所以宝马便推出了体积更小、质量更轻的4缸涡轮增压发动机。时至今日,借助平衡轴技术、轻质涡轮以及缸内直喷技术等,小排量3缸发动机具备了体积小、排放低、升功率高的优良特性,这也是小型发动机的发展方向。
图1-42 宝马1.5L涡轮增压发动机
第3代大众EA388 1.8T发动机如图1-43所示,发动机排量为1.798L,气缸排列形式为直列4缸,压缩比为9.6:1,缸盖采用铝合金材料,缸体采用铸铁材料,最大功率达到125kW/(4800~6200r/min),最大转矩达到271N·m/(1600~4200r/min)。它除了采用涡轮增压、缸内直喷、可变气门正时技术外,还加入了新的技术,如可控开闭进气歧管翻板、可变排量机油泵、双对旋平衡轴等,这些新的技术不但节约了燃料消耗,提高了发动机的输出功率,降低噪声和振动,还在一定程度上延长了发动机的寿命。
图1-43 第3代大众EA388 1.8T发动机
沃尔沃Drive-E T52.0T发动机如图1-44所示,发动机排量为1.969L,气缸排列形式为直列4缸,压缩比为10.8:1,缸盖和缸体采用铝合金材料,最大功率达到180kW/(5500r/min),最大转矩达到350N·m/(1500~4800r/min)。它采用了涡轮增压和缸内直喷技术。
图1-44 沃尔沃Drive-E T52.0T发动机
斯巴鲁2.0T水平对置发动机如图1-45所示,发动机排量为1.998L,气缸排列形式为水平对置4缸,压缩比为10.6:1,缸盖和缸体采用铝合金材料,最大功率达到200kW/(5600r/min)、最大转矩达到350N·m/(2000~5200r/min)。它采用了涡轮增压、复合喷射和主动气门控制等新技术。另外,水平对置发动机的活塞均匀布置在曲轴两侧,在水平方向上左右运动,这使得发动机整体高度降低、长度缩短,进而令整车的质心随之降低,让行驶格外平稳。
图1-45 斯巴鲁2.0T水平对置发动机
道奇3.0T柴油V6发动机如图1-46所示,气缸排列形式为V形6缸,压缩比为16.5:1,缸盖和缸体采用铝合金材料,在2000~4000r/min的转速下最大功率达到179kW,最大转矩达到569N·m。它配备了喷油压力达200MPa喷油嘴,这使得柴油雾化的效果更好,充分发挥柴油发动机的压燃特性,提高了燃烧效率。在动力方面,还搭载可变截面涡轮增压器,可以根据发动机转速的不同,通过调节排气流通截面的方式,改善发动机低转速时的响应时间和加速能力。
图1-46 道奇3.0T柴油V6发动机
雪佛兰6.2L V8发动机如图1-47所示,发动机排量为6.162L,气缸排列形式为V形8缸,压缩比为11.5:1,缸盖和缸体采用铝合金材料,最大功率达到338kW/(6000r/min),最大转矩达到630N·m/(1500~4500r/min)。它采用了缸内直喷和可变正时技术。
图1-47 雪佛兰6.2L V8发动机
道奇6.2L机械增压V8发动机如图1-48所示,发动机排量为6.2L,气缸排列形式为V形8缸,缸盖采用铝合金材料,缸体采用铸铁材料,最大功率达到520kW/(6000r/min)、最大转矩达到877N·m/(1500~4500r/min)。它采用了机械增压技术。
图1-48 道奇6.2L机械增压V8发动机
宝马127kW电动机和现代100kW燃料电池获奖意义非凡,特别是燃料电池发动机是首次上榜。它的特点在于达到“零排放、无污染”的同时,避免了像电动车一样,需要漫长的充电时间。据了解,该发动机仅需几分钟的氢燃料补给时间便可连续行驶四百多千米。它的驱动力则由一台100kW的电动机提供,0~100km/h加速时间为12.5s。纯电动汽车和燃料电池电动汽车是汽车的未来发展方向。