一年一度的沃德十佳发动机日前终于公布了2015年的获奖名单。从最新出炉的榜单上看,今年的获奖机型中出现了许多新面孔。包括沃尔沃脱离福特后的全新动力Drive-E 2.0T发动机、专为宝马UKL前驱平台打造的B38 1.5T三缸发动机、将水平对置与涡轮增压完美结合的斯巴鲁2.0DIT发动机以及为HEMI披上增压袈裟的克莱斯勒6.2T V8发动机。其他的还有两款新晋的新能源动力也同样需要我们来关注,他们是宝马i3搭载的127kW电动机和现代Tucson FCV身上的100kW燃料电池。今天我将为大家详细地理解阅读这几款发动机,当然也不可能会落下剩下蝉联殊荣的四款发动机。那么就让我们开始吧。
新款MINI是宝马最新UKL前驱平台下的首款产品,自然也是宝马1.5T 三缸发动机的首位主人。目前搭载这款发动机的MINI COOPER和MINI五门掀背车均已在国内上市。其上限功率100kW,最大扭矩220Nm,而令人惊讶的是它可在1250转速下便能爆发出全部扭矩,甚至比福特1.0T Ecoboost涡轮介入得还早。
了解宝马发动机的网友对上述三大技术并不陌生。事实上早在2010年,宝马著名的N55B30问世以来,单涡轮双涡管、缸内直喷、Double Vanos(双可变气门正时)、Valvetronic (可变气门升程)便不断出现在宝马一个接一个的新发动机当中。如今,它们早已成为像天使眼、双肾格栅、霍夫曼拐角一样的宝马代名词了。
VALVETRONIC是宝马运用相当广泛的一种可变气门升程科技。实际上这项技术在2001年就已经发布并开始使用。它由一支附加的偏心轴、伺服电机和一些中置摇臂构成。该系统借由电机的旋转,在一系列物理运动后很巧妙的改变了进气门升程大小。根据不同工况自动调节节气门的开度,可以在0.18mm-9.9mm之间无级变化,时刻将燃油效率最大化。
沃德评语:曾经有一段时间,购买三缸发动机只是出于经济性的考虑,而MINI 1.5T的出现则完全颠覆了人们固有的思维。如果你只有2万美元的预算,那MINI绝对是个聪明的选择。
新一代斯巴鲁WRX于2013年洛杉矶车展上首发亮相,在采用最新家族前脸的外观设计同时,其内部动力总成也进行了大换血。由一台2.0升水平对置涡轮增压四缸发动机替代了老款的2.5T发动机。令人惊叹的是,虽然排量有所减少,但最终的动力参数反而提升了28kW和30Nm,并且拥有更宽泛的峰值扭矩转速区间。而这台2.0T水平对置发动机也终于在一年后的2015沃德十佳发动机评选上赢得了评委们的青睐。
看到FA20的发动机型号和86mm×86mm(缸径×行程)的等长设计,您是否有些似曾相识的感觉?没错,这样的参数我们在丰田86以及斯巴鲁BRZ上已经看到过了。FA20系列发动机是丰田和斯巴鲁共同合作研发的产物,它结合了斯巴鲁Boxer发动机的水平对置技术和丰田首创的D-4S双喷油技术。而在缸体结构上,FA20放弃了老款EJ系列的小行程大缸径的偏重高转速的设计,而是采用了86mm×86mm缸径×行程的等长设计(这也是丰田86数字含义之一),这样做的好处是在保证动力性能的同时兼顾油耗及排放。
实际上,丰田/斯巴鲁的这台FA20系列发动机一经推出便曾获得了2013年沃德十佳发动机的殊荣。而它所搭载的丰田86和斯巴鲁BRZ在北美市场卖得也是相当火爆。然而,斯巴鲁并不满足于此,接下来的一年内,斯巴鲁在FA20的基础上衍生出性能更强劲的涡轮增压版本,也就是此次获得2015沃德十佳发动机大奖的这台2.0DIT发动机。当然,这台2.0T发动机可不是简单在水平对置的基础上加个涡轮就搞定的。它还应用了多项进气控制管理系统,如AVCS(主动气门控制管理系统)和TGV(可变进气控制管理系统)。
TGV(Tumble Generated Valve)可变进气控制管理系统,同样是根据发动机的不同工况,调节进气阀门的开闭状态。例如在怠速时,阀门关闭,空气只可以通过一个很小的窄道进入气缸,减少了怠速时不必要的尾气排放。而在高速运转时,阀门完全打开,大量的空气涌入气缸,满足发动机高负荷下的动力需求。另外还由于进气歧管上宽下窄的设计,混合气在进入气缸时还会产生涡流,进一步提升燃烧效率。
沃德评语:去年测试的森林人还记忆犹新,但其动力表现实在谈不上突出。不过今年WRX身上的FA20却进行了全面改进,功率提升了18匹马力,扭矩输出范围也得以优化,2000转便可爆发最大扭矩。同时燃油经济性也有所提升,百公里油耗仅需8.4L。
印象中沃尔沃给人的感觉就是辆很安全的汽车,对于极度沃迷来说,也无非多加些瑞典总理座驾,低调的豪华品牌等等。但始终很难让人联系到动力强劲,富有驾驶乐趣之类的形容词。然而在脱离福特之后,沃尔沃痛定思痛决定改变这一思维定势,于是一套全新的Drive-E系列发动机应运而生。
首先来讲,沃尔沃Drive-E并不是指单一一款发动机,而是一套全新的动力总成,涉及包括传统汽柴油发动机和混合动力系统。以汽油机为例,目前Drive-E系列已经研发出T3、T4、T5、T6以及T8共5款发动机。其中T3、T4为1.5T,T5、T6为2.0T,而T8则是一套插电式混合动力系统。此次获奖的Drive-E是型号为T5的2.0T发动机。
沃德评语:尽管T6拥有更高的动力参数,但我们却更喜欢简单高效的T5。对于一般家用来说,T5的动力绝对够用了,而且其拥有比T6更广泛的转速区间,这点也是我们更看好T5的原因之一。
在全球其他车企都在走小排量,涡轮增压之路时,那种大排量,线性的输出方式已成为了这个时代的泡影。2014年的纽约车展上,道奇挑战者推出了中期改款车型,外型设计以1971年的初代挑战者为蓝本,40余年依然延续着美系肌肉车的经典。然而在有经典传承之余,道奇也有着对新鲜事物的创新。这次克莱斯勒第一次将机械增压应用在Hemi V8发动机上,并给其取了一款与F6F战斗机相同的名字Hellcat(地狱猫)!
说到克莱斯勒,就必须提使之一战成名的Hemi发动机。那个曾经6年豪夺5冠王(注1)的辉煌战绩,至今仍被人津津乐道。不过随着世代的更替,技术的变迁,无奈在可变气门升程/可变气门正时、分层燃烧、缸内直喷以及增压技术等后起之秀的围攻下,Hemi终于走下了神坛。
注1:2003年,克莱斯勒发布了全新的5.7升Hemi V8发动机,并随即书写了一段6年豪夺5冠的伟业(04-07,09年)。
几经沉浮之后,此次克莱斯勒再次携手Hemi重新杀回了人们的视线,而这次Hemi身上的装备则多了件重武器机械增压!并为其取了一个在美国历史上颇有分量的名字Hellcat Hemi。其中“Hellcat”为地狱猫的意思,曾用于二战时期的美国战机/坦克之中,如F6FHellcat战斗机和M18Hellcat坦克歼击车等。同样Hellcat车款为目前克莱斯勒集团当前最强车种。
Hellcat Hemi发动机的排量为6.2升,比它的前辈392 Hemi(排量6.4L)还小一号,但它却创造出707马力,877牛米的逆天数据。据悉,Hellcat Hemi发动机在老款392 Hemi的基础上缩短了活塞的行程,由原来的94.6毫米减小至90.9毫米。这也是怎么回事Hellcat Hemi的排量是6.2L而不是392 Hemi 6.4L的原因。对此负责SRT动力系统研发的主管Chris Cowland解释道“这是为增加曲轴强度”。据介绍Hellcat曲轴最高可承受将近1600psi(110bar)的燃烧压力。
克莱斯勒选择了进气效率最高,体积也比较小的双螺旋式机械增压结构。相比于离心式、鲁兹式两种机械增压形式,双螺旋式在低转速下便可获得较大扭矩,油门的响应速度也更加迅捷,且加速感觉也非常线性。这与此前Hemi大排量自吸发动机的特性不谋而合。
沃德评语:这是近些年来为数不多高油耗(15.6升/100公里)且还能上榜的发动机。因我们实在惊叹于6.2L V8却能爆发出707匹马力的数据。然而,即使是拥有如此暴躁的参数,却也仍没忘记节能的设计。考虑到不是所有人都能驾驭得了700匹马力的车,工程师们专门配备了两把钥匙,一把红色和一把黑色。其中红色钥匙插入后将会释放出Hellcat所有马力,而当插入黑色钥匙时,转速最高被限制在4000转,此时上限功率为500马力。
i3是宝马全新子品牌“i”系列的第二款产品,相比于老大哥i8混动超跑的定位,i3的造型和售价显然要亲民的多。首次推送至沃德十佳发动机的评选,便获得了评委们的一致好评,并成功挤掉了上届金榜题名的菲亚特500e身上的83kW电机。
宝马i3将电机和驱动设备全部集中在后桥之上,大大简化了传动装置。另外紧凑的布局也提升了车内的使用空间。对于一辆车长仅3999mm的小车来说,轴距却能达到2550mm左右。而充电时间方面,宝马i3在常规家用插座充电需要8个小时将电量充满,快充条件下可以在30分钟内为车辆充满约80%的电量。
整体i3的车身结构被划分成两大部分,即车身框架“Life模块”和底盘框架“Drive模块”,宝马将其称之为“LifeDrive”模块化架构。其中“Life”表示车身座舱部分,由碳纤维复合材料 (CFRP)制成;而“Drive”则是承载车身及安置电池、电机等驱动部件的底盘结构。
由于采用轻量化的车身设计,使得整车的重量分配任务完全交由底盘处理。蓄电池低位居中的布局有效得降低了整车重心,并通过50 : 50 的轴载分配提升了车辆的灵活性并更易于操控。此外,后置驱动桥上的电机无需复杂的传动机构便可更直接的输出动力。宝马i3的电动马达上限功率为127千瓦,最大扭矩为249牛米。配合上仅为1195千克的整备重量,续航里程可达130至160公里。此外,还可以追加安装一个650cc两缸发动机作为增程器。此时,续航里程将扩展至241公里。
需要注意的是,宝马i3有两种版本,纯电动版和增程版。其中i3增程版中的小功率汽油机仅用来作为电量不充足时的增程设备,而并不能提供加速时的动力输出。所以i3能取得7.2秒破百的成绩完全归功于这台127kW的电动机的功劳。
沃德点评:紧凑级的尺寸,轻量化的车身再加上强劲的电机和高效的能量回收,宝马试图想要通过i3来重新定义一种新的潮流以及未来电动车的发展方向。
跟纯电动车相比,FCV(Fuel Cell Vehicle,即燃料电池汽车)的续航能力平均可达到电动车的5倍,补充燃料的时间也比充电时间更短,而且一样能达到零排放的节能环保目的。不过由于研发和制造成本过高,成为了限制FCV推广的最大瓶颈。现代汽车公司于今年6月,率先推出量产的Tucson FCV,并通过对外出租的方式在北美市场上市。此次荣获沃德十佳发动机大奖,也证明其半年多的市场表现得到了评委们和消费的人的认可。
燃料电池的工作原理其实很简单,就是我们高中化学课上所讲过的电解水的逆过程。工作时给负极供给燃料(储氢罐供氢),给正极供给氧化剂(进气格栅吸入空气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-:2H24H++4e-,氢离子进入电解质中,而电子则沿外部电路(含负载)移向正极。
正是因为氢燃料电池汽车能轻松实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,才使燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。事实上,除了韩国现代外,日本丰田以及本田也都在FCV领域进行着不懈努力。其中丰田FCV氢燃料电动车Mirai已经在日本开售,而本田全新FCV概念车也将亮相即将开幕的底特律车展。可以说已经有更多的车企重视氢燃料电池车了。
不过对于一款全新事物的诞生,初期的弊端是不可避免的。比如FCV中必备的储氢罐由于体积和重量的原因,或多或少会影响到一定的车辆配重和空间利用率等问题。
沃德评语:在21年的沃德十佳发动机评选当中,这是首次出现燃料电池的身影。在排放标准日益严苛的大趋势下,燃料电池车的开发势在必行,很显然现代走在了前面。
福特Ecoboost 1.0T发动机自2011年法兰克福车展亮相以来,便拿奖拿到手软。不仅在沃德十佳发动机中成功卫冕,在国际最佳发动机评选中也已经是连续两年榜上有名。
沃德评语:通过工程师巧妙的设计,引擎在不需要平衡轴的扶持下也能做到良好的平顺性,这对于一款三缸发动机来说很不容易。即使在激烈驾驶的情况下,其百公里油耗也仅为6升,实在是一个令人惊叹的壮举。
第七代高尔夫已经在全球各地先后上市,但其内部搭载的动力却不完全一样。此次获得2015沃德十佳发动机大奖的第三代EA888 1.8T发动机便仅出现在北美版高尔夫身上。其实这款发动机已经是第二次登上沃德榜单,只不过去年搭载的车型为Jetta(国内速腾),而今年换成了高尔夫。
从数据来看,相比去年获奖的Jetta,今年高尔夫身上的这台1.8T发动机可以输出125千瓦的上限功率和270牛·米的峰值扭矩。在扭矩方面甚至还超过了Jetta,同时高尔夫还比Jetta便宜了2000美元。
沃德评语:我们对比了去年Jetta的测试数据,发现1.8T的高尔夫本次实测百公里油耗为7.1升,比去年Jetta的实测油耗低了0.7升!动力更好、更经济、还更便宜,从这个方面来看,上榜也是情理之中。
道奇Ram 1500 EcoDiesel是美国市场上唯一在售的轻型柴油皮卡。为此,道奇给Ram1500配备了3.0升涡轮增压的柴油机,并匹配一台8速TorqueFlite自动变速箱,这套动力系统同时也出现在2014款吉普大切诺基的配置中。
该款柴油引擎是由意大利的VM Motori公司设计,Ram1500装备的这款发动机和大切装备的完全一样,可以在3600rpm时爆发出179kW的上限功率,最大扭矩达到569Nm。这款引擎的扭矩比上世纪八十年代最初的重型皮卡装备的康明斯柴油机的扭矩还要大。
沃德评语:凭借着柴油机高扭矩的特性,道奇3.0T发动机可轻松推动2.7吨的Ram 1500,而且还能获得9.8升的百公里综合工况油耗(高速油耗为8.4升),动力和经济性的表现都非常有竞争力。
V8大排量自然吸气发动机一直是美国人的最爱,在历届沃德十佳发动机评选中总能看到一款V8发动机的身影。而这次的殊荣再次由通用第五代LT1系列6.2L V8发动机获得,在雪佛兰科尔维特Stingray身上服役,最大输出功率338kW,最大扭矩630Nm,0-100km/h加速仅需3.8秒。
第五代LT1发动机依然采用了美式传统的底置凸轮轴设计,这使它节约了很大一部分空间,因此他也被称为小块LT1引擎(Small Block LT1 Engine)。LT1除了性能出色,在环保上也下了一番功夫,配备了缸内直喷、可变气门正时和闭缸等先进的技术。当汽车处于低速行驶情况下,电脑会自动执行闭缸指令,使LT1变成一台排量为3.1L的V4发动机。
沃德评语:新老技术的结合让这台V8发动机的参数十分抢眼,而且它的油耗表现也能让那些所谓环保人士沉默经过我们实测,8AT的自动挡车型综合油耗为11.7升/百公里,起步价格也只有5.4万美元(约合人民币33.4万),这样的发动机不上榜那就奇怪了。
全文总结:沃德十佳发动机的评选如今已经历了21年的光阴,回顾往昔,您可能还依稀记得豪夺十四连冠的日产VQ系列发动机、打了十年之久的宝马直六/奔驰V6双雄会、一战成名的马自达创驰蓝天以及捍卫亚洲荣耀的本田地球梦科技等等。然而他们终将被时间车辙所碾过,弥留在历史长河之中,取而代之的则是新的一批时代当下的新生力量。
或许有人会感慨,现在的获奖发动机,第一年上榜,第二年就看不见了,不如过去连续蝉联多年的老机子含金量高。但我们大家可以从另一个角度来想,正是因为各家车企的百舸争流才让当今发动机的评选更激烈,同时也更令人期待。此外,再加上新能源车的日益受宠,也放宽了候选名单的限制。这也给更多车企带来了机会,比如就包括今年新晋上榜的宝马i3和现代FCV。
“一代版本,一代神”这在电子竞技中流传的语句同样适用于发动机上。谁能掌握住时代转变的轮盘,谁就能更好的立足于不败之地。让我们2016沃德十佳发动机评选上,再见!