【车天下 东莞新闻】在2013年的法兰克福车展上,沃尔沃汽车除了发布Concept coupe概念车之外,还正式发布了其最新的Drive-E动力总成系统。沃尔沃汽车曾经的直列五缸发动机的威名依然还响彻在汽车业界,而这次的Drive-E动力总成,又有哪些过人之处呢?笔者最近对此进行了一番研究,本篇文章将简单介绍沃尔沃这一套动力总成,重点分析一下其中发动机方面的前瞻技术和性能表现。


通过模块化理念实现技术超前
当前,传统燃油动力的发展趋势是小型化和增压化。德美系自不必多说,一向对增压不感冒的日系车企中,丰田已经明确表示其增压发动机在今年底推出。而本田在去年就已经发布了三款增压发动机。未来,新能源动力的发展趋势是插电混合动力化和纯电动化。纯电动是现阶段认知中,未来汽车最理想的驱动形式。不过在中短期内,混合动力和插电混合动力将更容易成为市场的宠儿。

在脱离了福特系之后,沃尔沃汽车必须进一步提升动力总成核心技术,来为其在全球豪华车市场的竞争增添筹码。而为了走在以上这两个汽车动力发展趋势的前面,沃尔沃汽车斥巨资开发了这一套全新的Drive-E动力总成。它的开发目标,就是为了实现汽车强动力且零排放的梦想。
通过模块化的设计理念,Drive-E动力总成实现了小排量大功率低排放的目标,最高性能的2.0T发动机,最大功率达到了225kW,已经接近目前市场上3.0T的水平。目前全球市场内,量产车型中还没有达到这个性能高度的发动机。与此同时,在节油性能上,它与爱信的八档手自一体变速箱相结合,在S60上实现了百公里综合油耗6.4L、XC60上7.3L以内的超低水平。可以说,高性能与低排放在Drive-E动力总成上得到了完美体现。它刷新了汽车工业史上动力总成领域的综合性能新高度,成为沃尔沃汽车的又一个世界第一。
与此同时,Drive-E动力总成在设计中就为未来混合动力时代做了设计预留,使它能够快速打造出各种需求的混合动力系统。这让Drive-E不仅可以在传统汽油机时代傲视群雄,即使是到了混合动力时代,它依然能够保持在汽车行业的前列。
模块化理念的先进之处
沃尔沃Drive-E动力总成中,主要包含了三个方面,第一是全新的平台化发动机序列,沃尔沃官方称之为VEA(Volvo Engine Architecture);第二是由爱信提供的8档手自一体变速箱(代号AW TF(报价 参数 图片 论坛)-81 SC);第三是其搭载的电子随速转向系统。
VEA序列发动机一共包含有八款基于模块化概念开发的发动机,其中四款汽油发动机,四款柴油发动机。
这一全新序列发动机与沃尔沃以往发动机家族最大特点,是它的模块化理念。其八款发动机都是2.0L排量直列四缸结构,发动机本体设计完全一致,具备相同的缸距, 缸径及冲程。通过匹配不同增压单元(报价 参数 图片 论坛),实现动力上的差异化。其中,四款汽油机的代号分别为T3、T4、T5、T6,动力从140HP(约102kw)起,最高可达306 HP(约225kw)。四款柴油发动机的代号分别为D2、D3、D4、D5,动力从120 HP(约88kw)起,最高达到230 HP(约169kw)。
这八款发动机虽然增压系统不同,但却具备同样的安装位置和主要端口,这将对其在不同车型上的安装提供了很多公用性。可以想象的是,未来沃尔沃汽车车主的动力改装将会变得十分简单,可以直接更换大功率发动机,前舱基本都不用改动。
还有,因为高性能发动机从V6变成了L4,其体积将明显缩小,未来新款沃尔沃汽车的前舱所需空间将更进一步减小,从而在碰撞安全和车内空间上都将会有更高的设计空间。发动机盖的高度可以进一步降低,可以进一步降低车辆的空阻系数,提升动力性能和降低油耗。
该序列发动机还有另外一个面对未来的性能特点,在发动机与变速箱的连接处,已经预留了电机的安装位置。也就是说,只要市场需要,沃尔沃汽车就能够迅速开发出不同需求的混合动力版动力总成。
虽然模块化不是一个全新的概念,但是在发动机上它还是首次应用。这是沃尔沃的一大创新之处。就像大众在整车模块化上被其他车企效仿一样,沃尔沃汽车在发动机模块化上的创新,未来也将成为全球车企所学习和研究的对象。
全新VEA发动机的关键先进点
行业内的人士都了解,小排量大功率发动机的研发和生产难点,是对高温材料、传感器的性能、调校水平的高低、缸内燃烧的控制等一系列配套技术的综合要求,绝不仅仅是有了概念就能够开发出来的。所以,我们要了解沃尔沃Drive-E动力总成中VEA发动机方面的先进性,就必须要了解在这方面沃尔沃都有哪些突破。
首先,VEA系列发动机的缸体缸盖全部采用全铝设计,强度更高,重量更轻,体积也更小。以T6为例,匹配了涡轮增压和机械增压的新T6,相比老款的六缸涡轮增压发动机降低了45公斤。减重是汽车发动机、变速箱以及车身等零部件设计的重中之重,它直接关系到车辆的油耗水平。

其次,汽油机系统采用中置直喷燃油系统,火花塞和喷油嘴都安装在燃烧室的中央部位。中置直喷技术在起始分层燃烧和有效的催化器加热方面更超越气道喷射和侧装直喷,实现了低油耗和低排放的双重优势。
第三,针对每款发动机的调教不同,对进气道、冷却水套、喷雾、燃烧室形状等都进行了独立设计和优化,从而实现不同发动机不同侧重的性能目标(主要是偏经济性和动力性)。 第四,VEA发动机中的柴油机序列,燃油喷射系统是全球首次应用最大2500巴喷射压力系统及闭环油量控制系统,沃尔沃官方将该系统命名为智能精确调整科技(i-Art)。它的精髓之处在于,新增了一个接收缸内每次实际喷油的喷油量、喷油时间的传感器,然后通过一个独立的芯片存储并与发动机ECU之间的数据对比进行对比和分析,从而对喷油量进行更加精确的控制,实现更高效率、更低排放。

第五,开创性的排气后处理系统设计。为了满足各国不断提高的汽车排放标准,沃尔沃创造性的设计了一个成90°排列的双模块三元催化器,采用冲压不锈钢板焊接拼装,流通损耗(指气流的压力损耗,高压力加大发动机排气难度)低,均匀系数高(所谓均匀系数,是指气流通过三元催化器均匀程度的高低,越均匀,三元催化器的利用效率越高)。
除了以上这五大特点之外,VEA发动机序列还有锻钢制造的低摩擦曲柄系统;更低摩擦且具有通用端口的缸盖和配气机构;相同结构的的润滑系统和可变流量的机油泵等等。多方面的先进理念和设计,造就了VEA发动机的优异性能。
全新VEA发动机的性能表现
目前,沃尔沃VEA发动机系列中,T5、T6这两款汽油机已经在欧洲上市了。让我们来看看它们的性能表现情况。

从数据上来看,T5发动机安装的是单涡轮增压,最大功率为180kW/5500Rpm,最大输出扭矩为350Nm/1500-4800Rpm。另外,这款发动机还有Overboost“超频“功能,短时间最大扭矩可达380Nm。相比老款的T5直列五缸发动机,最大功率提升了23kW,最大功率转速降低了500Rpm。最大扭矩提升了50Nm,最大扭矩点从2700Rpm降低到了1500Rpm。
VEA系列T6发动机,安装了机械增压和涡轮增压两个独立增压器。最大功率为225kW/5700Rpm,最大输出扭矩为400Nm/2100-4500Rpm。与沃尔沃老款的3.0T6六缸增压发动机的性能基本接近。尤其值得注意的是,由于机械增压器的加入,新的T6发动机在低速段的扭矩表现十分强劲,虽然最大输出扭矩起始转速在2100Rpm,但在1000Rpm时,就能够迸发出大约270Nm的输出扭矩,这已经与大众的2.0TSI发动机最大输出扭矩基本相当了。

以上是数据分析,以下是装载了T5、T6发动机的沃尔沃60系车型的性能表现,7秒以内的百公里加速和7.0L以内的综合油耗,都完整的将沃尔沃Drive-E动力总成的动力性和节油性表现了出来。
总结:在汽车发动机高性能、低油耗和排放的压力之下,传统汽油机的小型化、增压化成为汽车行业不可阻挡的趋势。沃尔沃汽车在脱离了福特系之后,斥巨资开发的新一代Drive-E动力总成,无论是动力性、经济性还是环保性能,都已经达到了一个新高度。至少在未来的五到十年时间里,沃尔沃的Drive-E动力总成将是毫无争议的全球动力总成领域的标杆。

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