车讯网 邱彪 2011-09-08 09:37
题目当中的T当然指的就是涡轮(Turbo),或者准确地说是涡轮增压(Turbocharger)。自1940年代二次大战以来,涡轮增压技术就被广泛的用于航空用活塞式发动机,以提升活塞式发动机的动力以及在空气稀薄的高空的进气效率。而这些神奇的小玩意从航空业走到汽车之上,人们发现在地表,涡轮增压一样能有相当大的作用——看看当年1988年的HONDA McLaren车队的MP4/4赛车,那台编号RA168E的1.5L V6双涡轮增压发动机,在两台IHI RX6涡轮的推动下,排位赛功率高达1500ps(升功率1L/1000ps整),正赛功率685ps(1988赛季后期正赛功率为1000-1100ps)。
虽然涡轮增压发动机有着如此强力的效果,但这只是不计成本,也几乎不考虑寿命的F1最疯狂年代的表现,此一技术真正在民用领域大规模普及化,又花了很多年的光景——毕竟民用汽车发动机不像航空发动机或者赛车发动机那般,自启动就持续运行在高转速速域下,解决涡轮迟滞(turbo lag)就成了相当严肃的一个问题。但值得庆幸的是,技术发展到今天,这一问题虽然依旧不能彻底解决,也已经被多少改进了。
时至今日,涡轮增压技术在民用车领域很大程度上已经不再是用来追求疯狂的发动机出力,而成了在环保法规日益严苛,油价日益高企的情况下追求像样的动力的一大选择,甚至有如宝马那样的车厂,将把旗下从直列四缸到V型12缸的所有民用发动机全部涡轮化的例子。而在这股新世代的涡轮热潮当中,较为积极不再是曾造出一众涡轮名机,缔造无数民用高性能车型的日本人,而是一些来自欧陆的厂牌。事实上,我们今天介绍的几款2.0T发动机,绝大多数都是出自欧洲人的手笔,这些涡轮发动机也许输出没有那些曾经的日系怪物来的漂亮和优秀,但无疑,他们更日常化,更经济,也更接近生活。
大众EA113/EA888 2.0T发动机
●国内搭载车型:大众迈腾、大众帕萨特、大众高尔夫GTi、大众高尔夫R20、大众CC、大众尚酷、大众EOS、大众途观、奥迪A4L、奥迪A5、奥迪A6L、奥迪TT、奥迪TT-S、奥迪Q5、斯柯达昊锐
谈到大众集团的发动机,无疑很多朋友都会对其只能说是杂乱无章,基本无规律可言的发动机型号头疼不已——完全相同的两台发动机,因为搭载车辆的不同,发售地区的不同,生产时间的不同,动力输出的不同,编号都会完全不同。甚至更让人发懵的是,两台编号完全相同的发动机,动力也会不同。比如现款奥迪S3使用的2.0L直列四缸涡轮增压发动机,前期型称为BHZ,后期型则称为CDLA,而这两款引擎除了生产时间不同之外,后者的最大扭矩输出稍微提前了200rpm之外,根本就任何硬体不同。
新迈腾就采用了大众的2.0TFSI发动机
所以,我们大多数情况下,只能以很不精确的方式,用整个系列的名字外加上具体的排量和进气形式来称呼大众的发动机了,这里也请诸位读者见谅——毕竟EA113发动机实际上最早出现于1993年,而EA888作为大众集团较新的发动机系列,出现在2008年3月,而作为这两者共同基础的EA827系列,甚至最早出现于差不多40年前的1972年,这三种发动机都使用相同的88mm的汽缸中心距。而以上每个系列的发动机实际上都包括具体N种,甚至同一系列的发动机中会有同时具有SOHC和DOHC两种凸轮轴布局的情况。
拆去发动机饰板的2009年前生产的第五代高尔夫GTi的EA113发动机
从技术上来讲,EA113和EA888实际上本质区别并不大,并不像三菱的4G63发动机和4B11发动机之间那样,区别远大于继承(事实上大众的发动机技术上的继承性算得上各个车厂当中最强的一个)很多朋友也不必太过于纠结于这点。说到那些区别,主要就是EA888的2.0TFSI发动机以正时链条(TIMING CHAIN)替代了传统的正时皮带(TIMING BELT),这也是大众集团首次在四汽缸发动机上使用正时链条,这种设计基本可以说全寿命无需专门保养,同时噪音更低也无虚位,省去了旧式的EA113在 6-10万公里的使用之后就需要更换正时链条的麻烦。同时EA888发动机使用凸轮轴相位调节技术,VANE-TYPE作为控制装置,令可变正时的准确度更高。
09年后生产的第五代高尔夫GTi和海外版第六代GTi则用着EA888发动机,布置更合理紧凑
同时EA888的2.0TFSI发动机的曲轴箱比旧款EA113体积和重量分别轻巧和细小25%以上,并把双平衡轴位置安置在一个更合理的位置上,而且可以直接由曲轴通过齿轮组驱动,减少了发动机组件之余,整体的运转顺畅度和平稳度稍高。于此同时,EA888因为布置合理性更好一些,引擎舱内部的整洁度也更高,也更合适用于奥迪常用的纵置式布局(实际上EA888的开发就是奥迪主导)。但刨去这些太过于技术化的言辞,实际上EA113的2.0TFSI发动机的性能潜力反而要稍大,对大马力的耐受度实际上也稍高——包括高尔夫R20、奥迪S3、奥迪TT-S并未采用EA888,EA888系列发动机也鲜见超过400ps轮上输出的改装就是一个很明显的例子。
也不用抱怨EA113的落后,它大马力耐受度更高,高尔夫R20使用EA113就算是个例证
不论是EA113系列还是EA888系列的2.0TFSI发动机,具体排量均为1984cc,缸径和冲程均为82.5mm*92.8mm的小口径大冲程偏重于低转速扭矩发挥的长方形缸体设计(实际上就算是偏重高转速的2.0L涡轮增压发动机,大多数也是长方形缸体,涡轮增压发动机的实际发挥很多时候还有赖于涡轮的搭配和相关控制程序的调教),搭配的涡轮包括borgwarner的K03/K03s/K04三种,在民用型号上,原厂的最大马力输出从170ps至310ps皆有。虽然大众这些2.0T发动机并没有日系怪物的实力,但多少因为大众算是这一规格发动机的先行者之一,其对整体输出风格的调教都算是比较的得宜,仅以国内的市场情况来说,其在改装支持方面恐怕也只逊于那些性能潜力惊人的日系型号,从这个角度讲,算得上家用暴走两相宜的选择之一——迈腾和高尔夫R20都用着这一类引擎就算是个例证吧。
福特EcoBoost 2.0T发动机
●国内搭载车型:福特蒙迪欧-致胜、路虎极光(即将上市)
看到上面写到的“国内搭载车种”一栏,只有福特的蒙迪欧-致胜一个,很多朋友可能会有疑问:沃尔沃的S60、S80L、XC60这三款在我国内地市场出售的车型同样使用着福特集团的2.0L涡轮增压发动机,笔者为什么没有写进去呢?这个答案很简单:那些是GTDi发动机,而非 EcoBoost发动机,虽然同为福特集团旗下,甚至从实际上来讲,仅以2.0L涡轮增压这个规格来讲,GTDi发动机更是EcoBoost发动机的元祖 ——福特集团旗下(当然,现在沃尔沃不再是福特的了,但技术上一样有相当大的关系)最早搭配这类发动机的车型便是沃尔沃的XC60,但实际上两者还是有些微的构造上的不同的,并不只是因应不同厂牌而使用了不同命名那么简单而已,福特集团本身也并不把沃尔沃旗下的这些2.0T发动机作为EcoBoost系列的产品。
福特2.0L EcoBoost发动机实际上演化自VOLVO的2.0L GTDi发动机
言归正传,先前EcoBoost发动机家族当中最出名,确实也可以说最优秀的大概是那台最早以TwinForce的名号出现在林肯MKR概念车之上的 3.5L V型六缸双涡轮增压结构的EcoBoost V6发动机,她使用自然吸气的Duratec 35发动机的中缸作为设计的基础,在其上加入直喷系统和两颗Garrett GT15涡轮,足足能爆发出365ps/5500rpm的最大马力和475Nm/5000rpm(福特Taurus SHO使用的版本的输出),如此的动力基本上可以说堪比很多稍小排量的美式大型V8发动机——事实上,福特在北美市场的宣传就是这话。比传统的V8发动机更省油,但是不论是功率还是扭矩都毫不逊色,这听起来无疑对一向简直可以说是热爱大型发动机的北美用户有相当大的诱惑力。
最著名的EcoBoost发动机大概是福特Taurus SHO使用的3.5L版本
但不可避免的,在没那么喜欢大排量发动机,而且在汽车整体方面喜好显然都更欧洲化的中国内地市场,福特不可能投放那款他们在北美地区的主力中级车型Taurus,取而代之的是同样车体庞大,但使用更小号发动机的蒙迪欧-致胜。幸运的是,蒙迪欧-致胜所使用的2.0L的Ecoboost同样不赖。最早这款发动机出现在2008年的福特Explorer America Concept概念车之上,当然,概念车版本的出力水平相当让人咋舌——275ps的最大马力和380Nm的最大扭矩,这样的水准简直可以喝三菱Lancer EVO那类高性能车型的2.0T发动机相提并论了,甚至比大多数民用3.0L的6气缸发动机都要高。
虽然没有3.5L版本那么强大,但蒙迪欧-致胜使用的2.0L EcoBoost发动机同样不赖
但当然那只是概念车版本的动力水平,某种程度上只是向世人昭示福特的技术水平而已,实际最终产品主要分为203ps和240ps高低输出两个版本,海外市场则另有一个用于和大众高尔夫GTi对撼的福特福克斯ST,有着250ps最大马力的更高输出版本,甚至Radical SR3 SL那种怪物车型也用过一台由福特赛车部门专门改装过的2.0L Ecoboost发动机,有着305ps的动力。但203ps和240ps这样的数字也很可观了不是吗?而且需要提到的是,虽然因应国内改装市场的环境和风潮,这款发动机的改装支持并没有日系产品或者大众的发动机那样丰富,但实际其潜力并不差——熟悉福特发动机历史的朋友可能会记得20-30年前他们的辉煌,而且你至少总能找到一大堆对应福特发动机的cosworth部件,那可不是一般货色。
蒙迪欧-致胜使用的2.0L EcoBoost发动机
这台2.0L EcoBoost发动机具体排量1999cc,缸径87.5mm,冲程83.1mm,属于民用2.0L涡轮增压发动机当中相当少见的大口径小冲程扁长方形结构,从结构上就有利于转速攀升和高转速域的动力发挥。同时,不同于前面介绍过的大众产品大多数还是用铸铁中缸,这款福特的发动机采用铝合金缸盖,铝合金中缸的全铝合金结构。压缩比则为10.0:1,在现时下直喷化的涡轮增压发动机当中算得上不高不低。进气夹角则是39°,节气门口径32.5mm,不论是高低输出的版本,搭配的涡轮均为borgwarner的K03涡轮(这点和大众集团的大多数版本的2.0T发动机相同,由此也能看出这台发动机的欧陆出身——欧洲大陆的车厂普遍爱用borgwarner涡轮,不像美日车厂更青睐IHI、garrett或者三菱的产品)。具体的动力输出则为:低输出版本:203ps/5500rpm最大马力,300Nm/1750-4500rpm最大扭矩;高输出版本240ps/5500rpm最大马力,340Nm/1750-4500rpm最大扭矩。
通用EcoTec 2.0T发动机
●国内搭载车种:别克君威,萨博9-3,凯迪拉克SLS
不像大众的2.0T发动机出现的那么早,也不像福特的那些发动机那样出现的那么晚,通用集团现时下使用的这些EcoTec 2.0T发动机属于其Family II系列,最早出现于本世纪的头一年,也就是2000年。在这个发动机更新很快的时代,这些发动机某种程度上也算得上老资格产品了,他们曾被用于从运动化车型到普通家用车再到较小型的豪华车(好吧,凯迪拉克SLS 2.0T绝对只能说是个中国特色产物,谁要敢在北美给那么大一台豪华车装那么点一个发动机,不管它性能到底有多好,估计就别想卖了)的大量通用集团旗下车型。而在国内,我们只能找出前面小标题当中提到的三款车型。
萨博9-3事实上是最早搭载2.0T EcoTec发动机的车型之一
和前面介绍过的福特EcoBoost发动机一样,通用集团的EcoTec发动机也是全铝合金材质的结构——铝合金的缸盖和缸体,并且大多数型号带有这个时代异常流行的缸内直喷技术。直列四缸的EcoTec发动机分别有两种缸体,分别是86mm缸径的L860型中缸和88mm缸径的L880型中缸,以原厂的搭配来说,前者用于 2.0和2.2L排量型号,后者用于2.4L型号,这对爱好改装的朋友可能有些帮助——得益于标准化的配件,因为这两型中缸基本通用,如果要bore- up(扩大缸径)的话,大可不必冒着降低缸体强度和发动机稳定性的风险去用车床直接加工扩大,换上L880中缸就可以了。
得益于较晚的推出时间,别克君威则使用的是更新型号的EcoTec发动机
萨博9-3因为投放市场的时间较早,其使用的发动机也是较为早期的型号,不具备缸内直喷系统,采用86.0mm缸径*86.0mm冲程的在欧系发动机极其少见的正方形缸体结构,通用方面将其称之为LK9,而萨博方面自有其单独的称呼:B207。低输出的B207L型发动机用于萨博9-3 Vector,高输出的B207R型发动机则用于萨博9-3 Aero,前者具有175ps/5500rpm的最大马力和265Nm/2500-4000rpm的最大扭矩,后者则有210ps/5500rpm的最大马力和300Nm/2500-4000rpm的最大扭矩。
君威使用的这台EcoTec发动机,型号为LDK,最大马力220ps
而推出更晚的君威则使用了型号更新的LDK发动机,这款发动机本质上是偏重性能化的LNF发动机的低功率版本,使用通用被称为SIDI的缸内直喷技术,在燃油经济性方面相比旧式的LK9发动机更有优势。除了缸内直喷这点之外,LDK发动机和萨博9-3的LK9并没有什么机械硬体方面的区别,但动力更高,具有220ps/5300rpm的最大马力和350Nm/2500rpm的最大扭矩。至于凯迪拉克SLS使用的那款2.0T的动力甚至比有着性能化倾向的LNF发动机还要高一丁点,具有262ps/5300rpm的最大马力和360Nm/2000-5000rpm的最大扭矩——通常来说,这完全是一款3.0L的6气缸发动机的出力水平,事实上,这和SLS的3.0型号的发动机的动力也并没有什么区别。
总结与展望
从某个程度上来讲,民用车的发动机涡轮化是个不可避免的趋势,我们今天介绍的这些发动机,很大程度上已经达到传统的3.0L级自然吸气发动机的动力水平,而从潜力上来讲,无疑是更大。涡轮发动机在现时技术条件下,无论如何改进都还有的突变性的动力也许不是每个人都喜欢,但车厂为了满足很多国家与地区越来越严苛的环保法规,为了在不大幅度提高生产成本的情况下提供更高的动力,涡轮增压成了近乎唯一的选择。像是宝马这样几年前还信誓旦旦的坚守着自然吸气的阵地的车厂竟然一招之间告诉世人:他们以后很长一段时间之内只卖涡轮增压的民用发动机了。实在是不得不让人惊愕。
涡轮增压,欢迎它吧,它并不会带来什么不便
但笔者在这里也请诸位读者不用太忧心维护和保养方面的问题,毕竟民用涡轮增压发动机并不像很多爆改车型或者赛车使用的涡轮发动机那样需要频繁而庞杂的维护,实际上现在这些发动机大多数维护间隔和费用和同级动力的自然吸气发动机并没有什么区别。您唯一需要的就是适应一下涡轮完全进入正压那一刻带来的加速力。好吧,让我们迎接这个涡轮增压的时代吧,在同样的动力下,少花点购车费用,少花点燃油费用总是件好事。
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