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沃尔沃Drive-E系列发动机纯性能分析

车云网

从之前的各方消息中可以得知,Drive-E系列发动机在燃油经济性上会有12%-35%的提升。同时,我们也知道,其实在Drive-E系列上,除了i-Art之外,并没有出现什么新的技术,仅仅是对现有技术的集成与整合,那么,Drive-E上究竟是怎么做到的呢?

其实说白了,沃尔沃在设计Drive-E时秉承的理念也相当简单。就像马自达的Skyactiv一样,不过是通过技术的加成,挖掘发动机自身的潜力,在这里,“潜力”是指更充分的燃烧过程和更低的机械损耗。

在发动机的各个活动件之间,缸盖、气门、曲柄、活塞和气缸衬套,都使用了不同种类的涂层,如衬套上的共晶铝合金涂层,活塞环上的PVC镀层、柴油机活塞销上的DLC涂层等,用以降低摩擦损耗;依据汽油机和柴油机各自特性,重新设计了冷却系统——汽油机上采用400瓦的大功率电动水泵,控制不同工况下水流的大小,使发动机快速暖机和降低消耗,柴油机上以机械式水泵为主,通过液压控制阀调整流量,并辅以15瓦的小功率电动水泵,分别从缸盖处取水向车厢供暖,以及从散热器出水口处取水冷却再循环的废气,降低NOx的排放;根据车型的功能采用不同增压组合的发动机,通过“涡轮增压 机械增压”或者双涡轮增压(一个小涡轮和一个大涡轮串联,小涡轮在前)两种不同的双增压模式,让发动机能够兼顾低转速时增压的及时介入以及高转速时的低机械损耗,兼顾燃油经济性和动力性能。

另外,在柴油机上,有专门研发的i-Art电控喷射系统,通过监控发动机的运转状态,实时独立调整各个气缸的喷射时间和喷射压力,让发动机能够在不同工况下都达到最佳的燃烧条件,压榨更多的动力,也降低污染物排放。

在设计时,Drive-E采用了轻量化、小型化设计,通过工艺设计和选用强度更高的轻质材料,在保证设计强度的前提下,减低气缸之间间隙,减小发动机轮廓尺寸,降低发动机的重量;同时,Drive-E采用的又是模块化设计,将发动机分为基本功能模块和附加功能模块,基本功能模块是指缸体、前段驱动、发电机等通用部分,附加功能模块则是涡轮增压(双涡轮增压)、机械增压、冷却泵以及未来的混合动力和电气化控制等部分。Drive-E上零部件的通用率达到了90%,即便是在汽油机和柴油机之间,如曲柄、下缸体、油底壳、驱动附件、发电机等部分也是可以100%互换的。

统一的发动机尺寸还为车型的设计带来了便利,尤其是与SPA平台相结合。SPA平台上,前防火墙到前轴之间的距离是固定不变的,而发动机尺寸完全相同时,其支撑结构的位置也就不需要变化。而且,发动机尺寸的减小,也给悬挂系统留出了更多的布置空间,可以加入提高操控性能的设计。

这样看来,Drive-E系列貌似是占尽了天时地利人和,其实不然。

对于V40和S60这样的车型来说,2.0升四缸发动机在性能参数上不会有太多冗余,当销量达到一定程度,研发成本被均摊后,在价格上依然会有竞争力。但是对于微型车来说,如果也使用2.0升四缸发动机,且不说动力性能会不会过剩,成本的增加也会让它的竞争力下降。

而且,在目前已经发布的三款发动机中,碳排放最低的是柴油机D4,100克/公里,但是对于未来欧盟65克/公里的标准,还相去甚远,这要怎么解决呢?

对于这个问题,DerekCrabb博士给出了明确地回答,沃尔沃正在研发三缸更小排量的发动机,与这些微型车进行匹配。同时,Derek博士也表示,以后沃尔沃旗下的所有车型都将逐步搭载上Drive-E发动机,五缸、六缸发动机被彻底抛弃的命运确实不可避免。由此看来,三缸发动机未来也将被纳入Drive-E家族,同样具有模块化的属性。

向下兼容的问题解决了,向上靠拢的问题还有待探究。DerekCrabb是在F1赛车上让1.5T发动机爆发出900多马力的神奇人物,相信沃尔沃让2.0T发动机满足XC90等SUV车型动力要求不会存在技术上的问题,但同样也有成本的问题。

而且,据沃尔沃介绍,今年下半年推出的全新XC90上会搭载沃尔沃迄今为止所有的自动驾驶技术,甚至包括自主泊车,那么发动机也应该有足够的智力,能够听懂并响应车辆的指挥才行。Derek博士并未透露目前Drive-E发动机的软件开发进行到何种程度,那么全新XC90能否带着Drive-E发动机上市也依然是一个问号。

沃尔沃要用Drive-E系列产品覆盖旗下所有车型,那么Drive-E系统就必须要有能够满足这些车型不同功能需求的能力。这也是Derek博士将Drive-E设计成模块化发动机的原因——扩展能力强。当出现了新的需求,或者研发出了新的技术时,就可以将其变为新的功能模块,让工程师们自由选装。

三缸的研发计划表明未来Drive-E不会仅仅只有四缸发动机,但是这并不影响Drive-E的设计原则,这与许多其他汽车制造商的新动力系统是一样的,都是通过小排量和增压,让发动机在满足环保法规的同时,又不在动力性能上妥协。

至少在民用车上,发动机确实已经过了用缸数和排量来看性能的年代了,因为人们从未停止发掘发动机潜力的脚步。至于最终这款产品能否获得成功,就要看Drive-E的表现争不争气了。

来源:车云网

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