
別的車燒機油,我的寶馬燒水!
2019-05-10 13:47:23
近幾年新能源異軍突起,傳統燃油車倍受冷落,據說國內院校內燃機專業如今出現了招不滿的情況。與國內廠商拋棄燃油車轉投新能源不同,海外主流廠商仍在想辦法優化發動機。去年日產和馬自達推出的新發動機引起不小轟動,可變壓縮比以及均質壓燃技術的量產,讓汽油發動機效率大幅提高。歐洲廠商也不是吃素的,近些年也將不少大腦洞的技術量產。
加水的寶馬
渦輪增壓發動機一向不受日系幾大廠商待見,原因并不復雜,增壓會降低發動機效率。同樣的氣缸數,為什么增壓效率就不如自吸高?因為增壓發動機進氣溫度高。只要進氣溫度提升,就會產生一連串的問題,比如爆震動力衰退等。
寶馬想出了一個腦洞很大的方案,往發動機里面噴水降溫。這項注水技術最先應用在寶馬M4 GTS 的S55發動機上。最近有消息稱,注水技術將會普及到寶馬其它車型上。往發動機內注水看似簡單,但真正做到有效且實用還是有一定難度。水噴多了空燃比會改變,動力和排放會出問題,噴少了,又達不到預期的效果。S55發動機的噴水邏輯有所講究,中低負荷下不開啟,只有到了高負荷下(5000rpm)進氣溫度驟升,注水系統才開始啟用。噴嘴(大約10Bar)將水充分霧化,通過噴霧快速降低進氣溫度。S55發動機一共配有三個噴嘴,也就是說兩個氣缸共用一個噴嘴。進氣溫度下降后,發動機可以相應的提高壓縮比,同樣也可以提高渦輪增壓壓力,最終的效果就是馬力提升了約50Ps。注水系統的水箱容積為5升,水箱布置在后備箱,加注水與甲醇的混合物。水用完后,發動機動力又會回到原點。
觸電的路虎
兩年前發布的ingenium 2.0T發動機,為捷豹路虎贏得沃德十佳大獎。前不久捷豹路虎又低調的發布了一款全新的3.0T L6渦輪增壓發動機,它的出現意味著現款攬勝的3.0T V6機械增壓發動機將退役。機械增壓一直是攬勝動力上一大優勢,如今換成渦輪增壓后,肯定會有人質疑動力響應變差!細看這臺Ingenium 3.0T,會發現它與歐洲主流廠商的技術路線非常接近。路虎之所以不擔心渦輪遲滯,是因為它也采用了電動渦輪增壓器。由于使用了48V電氣系統,電動渦輪增壓器有了施展身手的空間。電動渦輪增壓器功率大概3千瓦,最高轉速70000rpm,如果把它并聯到進氣總管上,就可以在廢氣渦輪介入工作前,短暫彌補渦輪遲滯。由于不用擔心大號渦輪的遲滯,于是可以進一步壓榨動力。路虎新發動機配備電動渦輪增壓器,說明這種方案已經獲得大多數廠商的認可,伴隨著48V電氣系統普及,未來的發動機配備電動渦輪的概率會越來越大。
減配的Jeep
去年海外版Jeep自由俠低調換裝了全新1.3T 四缸發動機,1.3T裝車標志著菲亞特克萊斯勒小排量增壓引擎進入了新的時代。菲亞特克萊斯勒的GSE系列發動機目前有T3和T4兩個版本,T3是1.0T三缸發動機,T4是1.3T四缸發動機。新發動機最搶眼的地方就是配氣機構,Multiair技術使得進氣門無需凸輪軸便可以工作。Multiair技術很早前就應用在阿爾法·羅密歐 MiTo上,但當時的技術還不是很成熟,所以并沒有普及。為什么工程師總想取消凸輪軸? 因為傳統機械式結構有很多限制,比如氣門升程變化幅度、精度以及凸輪運轉阻力。Multiair技術的亮點在于,它們通過電動液壓機構實現了進氣門的精確控制。電控液壓顧名思義就是電子部件調節液壓,然后通過液壓精確控制進氣門開啟大小。Multiair的原理是在排氣凸輪軸上又增加一組凸輪,這組凸輪與搖臂連接,搖臂的另一端并不是氣門挺住而是活塞式油泵。油泵產生的油壓通過油管連接電控機構,電控機構通過控制液體流量實現氣門升程精確調節。
從整個結構看,Multiair并不是很復雜,它的巧妙之處在于,它借助液壓替代了進氣凸輪軸,液壓流量大小決定了氣門開啟幅度。官方稱,這項技術讓燃油效率提升了20%。
寫在最后
歐洲廠商在電氣化方面比較領先,它們往往不愿意犧牲動力來換取效率。雖然新能源是一種趨勢,但國外的廠商對發動機這塊的研發仍然在繼續,更高的效率更強的動力,并非不可能。