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涡轮成为主流豪华品牌2.0T发动机大盘点

大家车网 2013-01-17 12:08 来源:网上车市 作者:

“这车带T吗?”这句话已经成为越来越多消费者买车时咨询的问题,似乎没有T就不好意思跟人打招呼,甭管他对T了解多少,先得混个耳儿熟。

在很多人的传统观念里,中大型豪华车还必须是大排量自然吸气动力,但这个理论已经站不住脚跟。目前的事实情况是,宝马已经不再坚持自然吸气直列六缸,凯迪拉到也放弃了美国车惯用的大排量动力,奔驰也发布了新一代2.0T及3.0T发动机。在主流的豪华品牌中型车中,涡轮增压已经全面取代自然吸气发动机成为主力。

涡轮增压并不是“发动机+涡轮”那么简单,那是上个世纪90年代日本人的玩法,目的仅仅是来压榨更大动力。随着涡轮技术的越来越成熟,如今的涡轮增压发动机,不仅要满足动力需求,还要兼顾环保以及考虑时滞、最大扭矩爆发时间等实质性问题,因此各个厂商的涡轮增压发动机实际上拼的也是技术。今天就让我们来盘点一下豪华品牌的主流2.0T增压发动机。

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凯迪拉克XTS上的2.0T(2012年一季度进入国内)

通过上表可以清楚的看到,凯迪拉克这台2.0T发动机的最大功率和最大扭矩都是这几款车中表现最好的,尤其是升功率达到了惊人的99kW/L!尽管它的最大扭矩爆发点来的比其它车型稍稍晚了一点,不过1500rpm仍然是一个很低的转速。相比ABB的三款发动机,凯迪拉克的2.0T发动机拥有更宽泛的最大扭矩持续范围,这意味着在高转速区间,它仍然能发挥出最佳动力。也令人更加期待它的实际表现。

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凯迪拉克XTS搭载的这台2.0T发动机,代号为LTG,是EcoTec II发动机系列当中的一员,在之前并没有应用的其他车型上,你几乎能看到所有目前汽油发动机最新技术,而保证高动力输出的关键就是那个看上去不怎么起眼的涡轮,其中又蕴含了很多新技术。

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目前各个生产涡轮发动机的厂商都在努力降低涡轮工作的时滞,保证动力的平顺输出,而LTG发动机采用轻量化涡轮、VVT可变气门正时以及双涡流技术,来尽力让涡轮工作时的线性。
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轻量化涡轮和VVT可变气门正时技术都不难理解,而双涡流技术就是将一个涡轮增压器的气流在经过涡管时分为两股气流,发动机排气管道按点火时刻相邻的气缸排气管道分成两组分别推动涡轮工作,具有更强的脉冲增压,而且排气更为充分。相对于普通的涡轮增压发动机,单涡轮双涡管发动机有效缓解低速时的迟滞性,使得发动机峰值扭矩的爆发更早,燃油经济性更佳。这项技术在宝马车型上也常常被提到。

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 【直喷技术提供更精准的燃油喷射量和喷射时机】

在燃烧方面,通用也做了不少努力来保证高效率,SIDI直喷技术保证了精确的供油时刻,汽油已高达2250psi的压力喷入到气缸内。ECM发动机管理模块可以根据发动机的工况自动调整燃烧模式,当车辆起步或以低转速运动时,发动机采用分层燃烧模式,将汽油分数层直接喷入汽缸内的不同位置,保证每一滴燃油都能最充分地燃烧。当车辆高速匀速运动时,发动机采用均质燃烧模式,保证燃烧效率的恒定。为了改善燃烧效率,活塞头也带有一定弧度,可以将喷油嘴喷射的燃油反弹到火花塞附近。

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在活塞下方,喷油系统能够喷射出一定压力的机油,来连续的给活塞润滑及冷却,进一步减少运转阻力以及噪声,这一设计还有一个重要的作用,那就是提升发动机的动力输出潜力并保障运转的可靠性。

奥迪的2.0T(EA888)

再来看看奥迪A6L上搭载的这款代号为EA888的2.0T发动机。相信国内用户对这台发动机最熟悉不过了,因为它非常通用,在国内看到的大众系列的2.0T产品均采用的是EA888发动机,只是根据不同的车型功率调教略有区别。

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新款奥迪A6L上的发动机与老款车型完全一致,包括调教方面。奥迪的工程师将这台发动机的数据设定的比较保守,180马力的最大功率的确很一般,甚至看参数与其他2.0T发动机的差距比较明显,但通过与变速箱等传动机构高效率的匹配,实际驾驶感受并不会输于对手多少。

这台发动机是较早引入国内的2.0T发动机,它让国人明白了什么叫涡轮增压和汽油直喷,涡轮水冷技术的引入也允许它在高负荷运转后立即熄火,当然,这些技术在今天的涡轮增压机型上也已不新鲜。

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尽管它的年代相对稍早,但以现在的目光来看,它在技术方面丝毫不会落后,大众很早就将可变气门正时技术应用在该发动机上,但大众并没有像日系厂商一样大面积的宣传该技术,这显然已经不是这款发动机的最靓的要点。

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高压燃油泵是燃油加压的关键环节,EA888发动机的燃油泵是一个结构简单的单柱塞泵,靠进气凸轮轴上的四方(四点式)凸轮来驱动。四点式凸轮可使油泵供油行程和各缸相应喷油过程同步,各缸喷油均匀性和重复性比较好。

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燃油泵产生最大的油压为150bar,根据发动机工作需要对油压控制阀的调节,燃油压力可在50bar-150bar之间调节。采用6喷孔喷油器,喷嘴锥角为50°,更有利于汽油与空气的充分混合。

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EA888发动机的涡轮增压冷却系统是由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。主要包括两个循环通道,一是经过涡轮增压器,对涡轮增压系统进行冷却;另一个是经过进气歧管内的冷却器,对增压空气冷却。

EA888发动机采用可变排量机油泵,主要是通过调节泵齿轮的供油量来实现机油压力的调节,两个泵齿轮无位移时供油能力最大,两个泵齿轮最大轴向位移时,供油量最小。 

宝马的2.0T(N20)

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曾经直列6缸发动机是宝马的招牌菜,但一直坚持“直6”的它也不得不向市场和新技术妥协,继高动力的发动机N54和N55之后,更加平民化的N20是成为市场的主力军,它最早搭载在国产的宝马X1车型上。

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提到宝马的涡轮增压发动机,最常听到的词汇似乎就是“双涡管单涡轮”,其实这项技术非常好理解。在它的涡轮增压器中有两个涡管,按照发动机的点火时间,将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(1和4一组、2和3一组),合成两个废气通道,进而推动涡轮。这样可以有效降低各缸的排气干涉,充分地利用废气脉冲的能量推动涡轮,有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性,在通用的2.0T发动机上也能看到这项技术。

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为了解决四缸发动机的抖动问题,宝马在发动机加入了双平衡轴技术,它安装在发动机底部,由曲轴通过一个齿形链条进行驱动,可对发动机进行一阶和二阶的振动进行消除。这样一来,可以让发动机的震动达到不亚于六缸机的水平。

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宝马的N20发动机同样采用了直喷技术,这套技术的提供商为博世集团,7孔喷射嘴式电磁阀喷射器能有效提高燃油与空气混合,电磁阀喷射器的喷射角度和喷射形状可变性较高,喷射压力最高可达200bar。

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宝马不仅将可变气门正时应用到它的发动机上,还具有可变气门升程技术,通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。 该套机构会根据工况进行调整,工作时蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同,从而实现对气门升程的控制。N20发动机的进气门最大升程达9.9mm,排气门最大升程达9.3mm。

● 总结

无论是奔驰、宝马还是大众、通用,都是国际一线的汽车和发动机制造商,它们在发动机技术方面自然也是走在世界前列,涡轮增压发动机也并非只是普通发动机加装涡轮那么简单,实际上拼的还是技术。宝马和大众的2.0T发动机对消费者而言相对熟悉一些,奔驰的2.0T动力的详细技术还未公布,新E级上市也还得有些日子。目前,凯迪拉克XTS的2.0T发动机最让人期待,它不仅拥有众多的先进技术,动力性能上也更胜一筹。当然,对于普通消费者而言,技术这个话题可能并不能太让人感冒,总之,现在的涡轮增压技术已经今非昔比,而2.0T发动机正是豪华车经济性与动力性的最平衡选择。

责任编辑: 强子

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