[汽車之家 技術] 作為奔馳AMG操刀的首臺4缸發動機(代號M133),它不但被技術人員寄予厚望,同時它的表現也關乎AMG這塊金字招牌是否得以延續其在性能與品質上的精益求精。如果從技術角度來看,它呼之欲出的優異動力來得卻也不那么輕松愜意。
一臺奔馳A級要經過AMG的改裝強化,發動機顯然是重中之重,作為A45 AMG的項目負責人——Tobias Moers先生,他似乎并不想按照在原型車的基礎上進行簡單“修補”的方法來開發這臺AMG的首臺4缸發動機。
最初,AMG想要研發一套Hyprex(可以理解為超級混動)技術的動力系統,由于在測試中引起了一系列的其它工程問題,所以AMG最終放棄了此計劃,轉而欲采用一臺渦輪增壓4缸發動機來代替。那么是使用奔馳現有的1.8L或者2.0L發動機還是全新開發?顯然這又是個問題,不過首先可以確定的是A45 AMG將要采用一臺7速雙離合變速器,同時針對懸架和轉向系統要進行特殊的強化與調校,所以當這些都已經準備就緒后,這臺發動機就顯得比什么都重要了。
M133發動機的相關參數 | |
排量 | 1991ml |
缸徑×行程 | 83mm×92mm |
壓縮比 | 8.6:1 |
最大功率 | 360馬力/6000rpm |
最大扭矩 | 450N·m/2250-5000rpm |
重量 | 148kg |
最高轉速 | 6700rpm |
升功率 | 181馬力/升 |
排放標準 | EU6 |
因此,AMG決定全新開發一臺排量為2.0L的4缸發動機,說到全新開發,其實也是被迫的,這一點在后面會講到。而這臺發動機的外部尺寸、缸徑、行程等都與目前奔馳現有的2.0L渦輪增壓發動機(代號M270,搭載在目前的奔馳A260上)保持一致,而這僅僅是尺寸相同。這樣做的好處是可以與奔馳現有的發動機采用相同的一些外掛部件(比如發電機、起動機等)。
M133發動機沒有采用CAMTRONIC可變氣門升程系統,但它借用了奔馳的雙可變氣門正時系統。此外,像高壓燃油直噴、多重火花點火系統也同樣裝備其上。M133的缸體為相對較輕的鋁材料,為了保證其強度,工程人員采用了砂型鑄造的方法。與采用壓鑄方式的奔馳2.0L渦輪增壓發動機相比,在砂型鑄造的工藝過程中可以添加更多種類的金屬元素,以此可以提高缸體的強度。這一切的做法都是因為在測試中,這臺小怪獸做功沖程時的燃燒壓力要遠超他們的預想,所以強化缸體刻不容緩。在缸體強度滿足需求后,隨之而來的就是新設計的活塞、連桿、曲軸、凸輪軸以及缸蓋等。
為了最大程度的壓榨出動力,技術人員選擇了一個尺寸稍大的渦輪增壓器,同時采用了雙渦管技術,其最大增壓值可以達到2.8bar(普通車輛的渦輪增壓值不到1bar),不過為了穩定性和耐久性,增壓值最終被調整到1.8bar。
下面這段視頻展示了M133發動機的臺架試驗過程,通過臺架試驗可以檢驗發動機在各種工況下的表現,利用收集來的數據對發動機進行全面分析,大家可以留意最后燒紅的渦輪增壓器。
項目的研發人員說到:面對如此高的動力輸出,我們幾乎要對所有的零部件進行更換,與之搭配的變速器和4驅系統也都進行了相應的改進。其實最開始,我們計劃盡可能使用原有的部件,但是隨著項目的進行,我們發現越來越少的標準部件是符合要求的。此外,如此出色的動力表現,自然也少不了高效的冷卻系統,M133發動機需要比標準版的發動機增加額外20%的冷卻效能,所以它也采用了全新設計的冷卻水泵以及水冷循環系統。
雖然這是一臺渦輪增壓發動機,但不要以為它不擅長“勇攀高峰”(高轉速)。目前這臺發動機轉速被限制在6700rpm,而在后期的測試階段,它在7200rpm的狀態下進行了反復試驗,發動機并沒有出現任何的問題,而最后綜合發動機的最大功率(6000rpm)和最大扭矩(2250-5000rpm)所對應的轉速點,技術人員認為沒有必要將發動機的最高轉速調得過高。
由于排放法規的限制,該發動機必須為燃油經濟性進行考量,不過Tobias Moers先生認為對燃油經濟性的考慮不會影響A45 AMG的性能表現,其4.6秒的0-100km/h的加速時間以及280km/h的極速都是值得炫耀的。顯然這給了奧迪很大的壓力,奧迪的quattro部門也在針對旗下的直列5缸2.5升發動機進行著改進,以此釋放出更高的動力性能。另外很重要的一點,M133發動機滿足將于2014年9月開始實施的EU6排放法規,而應用在奧迪RS3上的這臺5缸發動機顯然還無法做到。
總結:
Tobias Moers先生說到:這臺發動機和其它的AMG發動機一樣結實,它已經通過了所有嚴苛的測試。它的性能目前可謂同級中數一數二的,而關于人們對它穩定性的猜疑,我想作為M133的“親生父親”,憑借他對“孩子”的了解以及油然而生的那種自信或許會令我們悄悄放下那一絲憂慮。(文/汽車之家 馮景毅)
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