发动机的黑科技,看看大品牌的核心技术!

国际金属加工网 2020年07月24日

在国内汽车市场从增量市场转为存量市场,并且受国五转国六排放标准等综合因素影响下,众多汽车品牌面临洗牌。在艰难的时候,就体现了核心竞争力的重要性。能拥有核心竞争力,必定有其过人之处。那么那些顶级车企都有什么黑科技?

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说到保时捷,可能多数人首先想到的是它大名鼎鼎的PDK双离合变速箱。PDK双离合不仅换挡快传动效率高,而且稳定性非常好,可以说是行业内顶尖的存在,但笔者这次要说的是保时捷的可变截面涡轮增压器。什么是可变截面涡轮增压器?你可以简单理解为一个涡轮增压器,可以在不同工况下可以在“小涡轮和”“大涡轮”之间切换。可变截面涡轮增压器的核心部分,就是涡轮外侧一环有可由电子系统控制角度的导流叶片。

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当发动机处于低转速状态时,由于废气压力较低,导流叶片的打开角度就较小。根据流体力学原理这时导入涡轮处的空气流速会加快并增强压强,从而提高涡轮转速和减轻涡轮迟滞的现象,使车辆获得更好的加速能力。随着发动机的转速越来越高,导流叶片打开的角度也越来越大。在发动机全负荷的工况下,导流叶片则处于完全打开状态,与主体涡轮“合体”形成更大的叶片,从而达到一般大涡轮的增压效果。有了可变截面涡轮增压器,发动机动力几乎可以说是全程在高效输出,保时捷911的性能出众,VTG技术(保时捷的叫法)功不可没。

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VQ系列发动机是日产引以为豪的一款,不过日产并没有停止研发脚步,而且带来了VC-TUBRO发动机。VC-TUBRO发动机的厉害之处,就是其压缩比可以在8:1和14:1之间切换,这是普通发动机几乎无法做到的。当车辆起步或急加速等时候,发动机压缩比就会切换到8:1,低圧缩比时涡轮增压发动机动力输出越强劲,而且稳定性更好。在不小心加到低品质的燃油时,也不容易产生爆震。当ECU通过油门踏板监测到驾驶员正在平缓驾驶,车辆处于匀速、巡航行驶状态时,发动机压缩比就会切换到14:1。当压缩比高的时候,燃油燃烧更为充分,热效率更高,从而降低油耗。所以说VC-TUBRO发动机是很“贪心”的,鱼和熊掌它都要。

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那么VC-TUBRO发动机是如何实现可变压缩比?方法是在活塞连杆和曲轴之间加入一个L形连杆。普通发动机是一根连杆带着曲轴,而VC-TUBRO发动机则有上下两根连杆,曲轴夹在中间做圆周运动。这套连杆结构加上一个电机控制系统,可以改变发动机运转时活塞的上止点,从而实现切换压缩比。天籁搭载的VC-TUBRO 2.0T发动机,就输出252匹马力和380牛·米的最大扭矩,在同级别的同价位的车型中,天籁的动力表现可以说是无出其右,但油耗表现依然处于主流水平。


坊间流传着一句话叫“世界上有两种混动,丰田混动和其他混动”,可见丰田的混动系统在行业内的地位。我们知道油电混合动力大致类别分为串联增程式、并联式和动力分流式三种,丰田的混动系统就是属于动力分流式。之所以是这个类别,最核心的地方就是它用一套行星齿轮结构,将发动机、发电机与电动机巧妙连接起来,省去了复杂的电控离合器。行星齿轮有三个自由态,依靠它和两组齿轮副之间动态关系,在适当时机开放或锁定一组齿轮副的关系,便可以使整套系统的动力输出状态和传动比改变。

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由于省去了复杂的电控离合器,所以丰田的THS混动系统具有结构简单重量更轻的优点。此外,由于单排单级行星齿轮机构,所以还具有控制灵活的优点。事实上,丰田混动汽车的确动力衔接平顺,且油耗非常低。这些优点也为THS混动系统在市场上打下了好口碑,也奠定了丰田汽车在油电混合动力汽车这一细分领域的标杆地位。

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无论是近期上市的CT5、CT4还是刚上市不久的全新一代别克GL8,都搭载了具有Tripower可变气门技术的发动机。在激烈驾驶或者加速等情况时,发动机四个缸都在工作的高性能模式,输出最强的动力。而当车辆处于高速公路巡航状态等情况下时,发动机变会关闭两个气缸变成“双缸发动机”,进入两缸超经济模式,从而达到燃油经济性提升15%的效果。那么缸数可变,又是怎么实现的?

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通用的这款发动机,凸轮轴上拥有三种不同高度的凸轮。在1和4缸位置有高、低两个不同升程的凸轮,而在2、3缸位置则有高、低升程凸轮外,还多了一个无升程凸轮。当切换到无升程凸轮时气门就不会被顶开,从而实现进气门的关闭,进入两缸超经济模式。也就是说,通过切换到不同升程的凸轮,便可以在四缸高性能模式、四缸经济模式还有两缸超经济模式之间进行无缝切换。做到动力既能激情,油耗又能经济。


(爱车兵团)

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