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全面反超對手 本田混動/渦輪技術解析

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i-MMD系統工作原理

  [汽車之家 發動機技術]  在2016年FUNTEC TURBO+HYBRID技術體驗營活動中,本田正式發布3款渦輪增壓發動機和新一代混合動力系統,分別命名為SPORT TURBO (銳・T動)和SPORT HYBRID(銳・混動)。新發布的動力總成將會逐步搭載在新車型上,例如新款的混合動力雅閣/思鉑睿、第十代思域,以及廣汽本田即將上市的中型SUV。而且在這次的試駕會上,我將能簡單試駕這些新車型(仍處于開發階段)。

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  雖然在這次活動中,廠家發布了這幾款全新的動力總成,但實際上很多具體的參數都還沒有對外公布。既沒有廠家數據,也沒有咱們實測數據,這就說全面反超對手了?你一定會覺得我是在忽悠你。非也,主要依據有以下兩點:最主要的競爭對手豐田,曾經發文表示高度認可本田全新的i-MMD雙電機混合動力系統。原話意思大概是,“最低油耗的中型車寶座已經被本田雅閣奪走了,如果我們要想超遠其表現,只能重新開發一套新的混合動力系統!。(根據官網數據,混動雅閣燃油消耗率為30km/L,158kW,混合動力凱美瑞燃油消耗率為23.4km/L,綜合輸出功率151kW)。而對于幾款渦輪增壓發動機來說,在對比試駕過試裝車型以及同級車型之后,我也覺得前者的表現更加出色。接下來,就讓咱們一起來看看這幾款新動力總成有什么厲害之處。

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新一代運動型雙電機混合動力系統i-MMD

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  本田的混合動力總成也是有一系列產品的,這次發布的i-MMD系統是為中型車準備的,最先搭載這套系統的是現款的美版和日版混合動力雅閣,而即將在國內上市新款雅閣和思鉑;靹榆囆鸵矔钶d這套系統。在混合動力系統的世界里,豐田一直是龍頭老大,但卻對本田這套i-MMD系統有著如此高的評價,后者肯定有其獨到之處。i-MMD系統具有兩個電機,結構上也比豐田的THS-II系統更簡單一些。

本田(進口) 雅閣(海外) 2014款 Hybrid

『圖為現款美版混動雅閣』

  我們在現場體驗的是即將推出的新款雅閣混合動力車型,但奈何新車不讓拍照,仍處于保密階段,只能用現款美版車型圖片代替。我們先試駕混動版的凱美瑞,然后再試駕混動雅閣,這樣兩車的差異就更加明顯了。先說動力表現吧,主要由電動機驅動的混動雅閣加速力度明顯比凱美瑞更快,而且無論是后勁還是反復加速的響應性,都更加出色,甚至有高了半個級別的感覺,電動機強大的扭矩優勢很明顯。另外,行駛品質方面的表現也是不能不提的,動力系統的噪音、車廂隔音、懸架的減振效果都要比混動凱美瑞好很多,絕對是今年最值得期待的車型之一。下面就讓咱們一起來看看這套i-MMD系統有何獨到之處。

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  據廠家介紹,本田的i-MMD系統和豐田的THS-II系統相比,結構上有個本質性的差異,本田的i-MMD系統在工作時是在不斷切換動力來源,而豐田的THS-II則是在不斷地調整各個動力來源的混合比例。

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  i-MMD系統的優勝之處在于,系統中各個部件之間采用固定的齒比連接,不需要變速機構(變速機構往往使系統更復雜,而且增加重量),而且發動機可以直接驅動車輛前進,減少傳動部件的能量損失,燃油效率更高,更省油。同時,i-MMD系統采用的大功率驅動電機擁有更強的動力輸出,使整套系統的動力表現更出色,這也是稱之為運動型混合動力系統的主要原因之一。i-MMD系統具有3種形式模式,分別為EV行駛模式、混動行駛模式、發動機行駛模式,接下來我們來看看工作原理是怎樣的。

● EV行駛模式:其實我們都喜歡用電動模式

  混合動系統的設計初衷就是為了省油,而EV電動模式下車輛就等同于電動車,發動機關閉不燒油。所以在駕駛混合動力車型時,很多人有盡量使用EV電動模式行駛的傾向,對于我這種處女座用戶來說,更有可能發展成為強迫癥。在一定的條件下(其實EV不是最省油的模式,后面會解析),這樣的做法我認為是合理的。

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  電動模式的好處就是可以減少傳動系統在驅動車輛前進時的動力損失,能夠更高效更充分地利用能源。所以在本田的i-MMD系統中,EV行駛模式扮演著重要的角色,工作原理很簡單,就是使用電池里存儲的電量,驅動車輛前進。這里有一點很關鍵,系統里的離合器斷開,發動機處于閑置狀態,與正在運作的部件毫無關系,不會造成任何能量損失。EV模式最高車速為120km/h,電池滿電的話大約可以行駛2km(20-30km/h),說到底,這不是純電動系統,EV模式的角色只是更充分利用剩余能量。

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  制動或者減速的時候,車輪帶動驅動電機轉動(驅動電機和車輛的主被動關系反過來了,但電動機的轉動方向不變),產生電能并存儲到電池中。在EV模式中,驅動電機兼顧了發電機的角色,又是爹又是娘。在這種狀態下,車輛等于傳統的電動車,同時利用大功率電動機強勁的動力輸出,實現了順暢有力的加速感受。

發動機行駛模式:最極致省油的方式是油燒得剛好

  雖然電動模式是最省油的,但試想想,車輛并非插電式的,唯一的能量來源就是汽油,歸根到底還是要依靠發動機燒油提供能量。那么問題又回到原點了,到底怎樣才能讓發動機更省油?i-MMD系統擁有一臺2.0L阿特金森循環發動機,大概2000rpm左右發動機的燃油效率是最高的,如果這時候發動機的輸出功率正好也與驅動車輛前進所需要的功率相等,那這就是i-MMD系統理論上最省油的狀態。

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  現實中能夠達到完美狀態的幾率并不高,所以發動機需要帶著發電機一起轉動,把多余的能量通過發電的方式存儲到電池里。在發動機行駛模式中,發動機直接驅動車輛前進,發動機轉速會隨著車速相應提升。但這時候車輛狀態相當于傳統汽車的以最高擋位行駛,所以車速的變化不會導致發動機轉速過高而偏離經濟油耗區(車輛設定的極速為180km/h),發動機依然能夠保持較為理想的燃油效率(雖然儀表沒有顯示發動機轉速,但應該不會太高)。

混動行駛模式:曲線救國效果更好?

  混動行駛模式主要出現在加速或者電池電量不足的情況下,啟動發動機帶動發電機產生電流,然后和來自電池的電流匯合,一共給電動機供電,提供更強的動力輸出。如果是地板油狀態,假設電池有足夠電量,再加上來自發動機那個方向的電流,按理是最強的動力輸出狀態。i-MMD系統最大綜合輸出功率為158kW。但如果電池沒電的話,那加速力度就要相應地打一些折扣了。

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  本田的i-MMD系統有點曲線救國的意思,先發電然后再通過驅動電機驅動車車輛;靹幽J娇梢宰尠l動機保持2000轉經濟油耗區內發電,這樣來用發動機最高效的工況發電從而降低油耗。同時驅動電機也有扭矩上的優勢(驅動電機135kW/315N·m)。這樣一拍即合,成為i-MMD的高效混動模式。

車輛判斷使用哪種驅動模式的依據是什么?

  車輛在判斷使用哪種驅動模式的時候需要綜合考慮三個因素,剩余電量SOC、當時車速、維持車速/加速需要的功率。在EV行駛模式和發動機行駛模式下,i-MMD系統都能實現較高的燃油效率,所以對于i-MMD系統來說都是優先選擇的模式。

i-MMD系統勻速行駛時的工作狀態
速度使用模式模式占比
40km/hEV / 混動1:1
80km/h發動機 / EV2:1
120km/h 或 以上發動機 / 混動1:1

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VTEC TURBO 1.0T/1.5T/2.0T

VTEC TURBO系列發動機

  這次發布的三款VTEC TURBO發動機,其實在2013年的本田大會上已經露過臉了,當時公布的發動機動力參數非常高,給了大家一個非常高的期望值,但很多內在的細節其實當時還有所保留的。這次正式發布,是比較接近量產的狀態,1.5T和2.0T都已經有路試車輛了(即將在國內上市的車型,這次也有機會試駕。)

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本田VTEC TURBO發動機動力參數
公布年份/機型1.0T1.5T2.0T
2013年129馬力 / 200N·m204馬力 / 260N·m大于280馬力 / 400N·m
2016年-約170馬力-

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  VTEC TURBO系列的這三款有著相似的技術,例如進排氣雙VTC可變氣門正時技術、缸內直噴技術、缸蓋冷卻系統等等。但由于機型定位以及規劃搭載車型有所不同,所以在細節上也有所差異,例如VTEC氣門升程技術,1.0T發動機的進氣側具有VTEC,1.5T發動機沒有VTEC,2.0T發動機則是在排氣側有VTEC。

VTEC TURBO 1.0T

  本田1.0T發動機采用的是三缸結構,進氣門配備本田特有的VTEC可變氣門升程控制系統,能夠在高轉速時增大進氣門升程,從而降低進氣阻力并增加進氣量,達到提升發動機輸出功率的目的。此外,該發動機帶有進排可變氣門正時技術,正時調節器由皮帶驅動,新型的長效正時皮帶能達到與發動機同等壽命。

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  由于1.0T發動機排量較小,為了提升進氣效率,廠家在進氣側為其配備了VTEC可變氣門升程技術。進排氣雙側VTC可變氣門正時系統能夠有效降低渦輪遲滯現象。該1.0T采用了缸內直噴系統,直噴噴嘴為側置形式,配合該發動機特有的高滾流進氣道,能夠形成強混合氣滾流,提升燃燒效率,降低發動機燃油消耗率。

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  上述滾流進氣道的關鍵是對缸蓋孔口形狀和優化,配合活塞頂的形狀,便能在氣缸內產生強勁滾流,實現混合氣的快速燃燒。

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  該發動機的渦輪系統采用了一個由電動作動器控制的排氣泄壓閥。這種電動控制泄壓閥相比傳統的由真空罐控制的排氣泄壓閥,能夠更精確快速地控制排氣泄壓閥開度,從而實現增壓壓力的精確快速控制。

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  此外,為減少發動機運轉時的損耗,該發動機采用了變排量機油泵,能夠根據發動機的轉速來控制機油泵的排量,降低發動機低轉速、低負載工況下泵送機油的能量損耗。

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  據廠家工程師介紹,其實曲軸中間氣缸的平衡塊也加重,而且盡量遠離曲軸軸心的話,發動機振動會更小,減振效果更好,但為了輕量化,最后還是沒有加重。1.0T發動機采用鍛造曲軸、連桿,達到更好的輕量化效果,活塞為鑄造。1.0T發動機比1.5T油耗大約降低10%。

VTEC TURBO 1.0T發動機技術介紹視頻


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VTEC TURBO 1.5T

  本田1.5T發動機未來將搭載在國產杰德等多款車型之上。該發動機的設計目標是保持較好燃油經濟性的同時,增強扭矩輸出。

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  值得注意的是,本田1.5T發動機沒有配備VTEC氣門升程控制技術,僅采用了進排氣可變氣門正時技術,正時調節器由鏈條驅動。通過進排氣可變氣門正時技術實現進排氣門重疊角(進排氣門同時打開)的動態控制,利用進氣氣流把燃燒后的廢氣驅趕出氣缸,降低了燃燒室溫度,抑制了爆震現象。

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  1.5T發動機的定位是兼顧燃油經濟性和動力性能,在沒有配備VTEC可變氣門升程技術的情況下,輸出功率約為170馬力,但沒有公布具體數字,預計4月份公布。相比同級機型來說,這已經是不錯的水平,但人都是貪心的,希望得到更強的動力,美版思域的1.5T發動機在硬件上應該跟這次發布的1.5T很接近,但最大功率達到176馬力,差距不小,2013年發布的時候更是高達200馬力。

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  與本田1.0T發動機一樣,該1.5T發動機同樣采用了側置噴嘴布置,配合高滾流進氣道技術,提升了發動機的燃效。

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  為了兼顧燃油經濟性,1.5T發動機優化了缸蓋進氣孔和活塞表面的形狀,實現了縱向的高滾流,使燃燒更加充分。1.5T發動機使用鍛造曲軸和連桿,輕量化設計有助提升發動機的響應性。

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  與主流的小排量發動機一樣,本田1.5T發動機采用了集成在氣缸蓋內的排氣歧管。通過提升排氣歧管與發動機冷卻液的熱交換效率,提升了發動機暖機速度以及高負載工況下的排氣溫度。

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  即將在國內上市的思域將配備1.5T發動機,匹配CVT或者6MT,F場試駕的思域匹配CVT變速箱,動力表現很不錯,渦輪遲滯很小,發動機和變速箱的響應性都很高。相比對比試駕的大眾某1.4T車型來說,動力方面的優勢是比較明顯的,后者配備的是6MT變速箱,F場試駕的十代思域具有換擋撥片,但引進國內的版本還不確定。試駕車發動機噪音比較大,廠家稱我們試駕的是試裝車,量產版車型會進行優化處理。另外,新款思域Si也正在開發當中。

VTEC TURBO 1.5T發動機技術介紹視頻


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VTEC TURBO 2.0T

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  本田2.0T發動機采用四缸結構,帶有進排氣可變氣門正時技術以及VTEC氣門升程控制技術。該發動機的VTEC系統并不是設置在進氣側,而是設置在排氣側。排氣側VTEC系統能夠加快掃氣速度,從而降低燃燒室溫度以抑制爆震現象。

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  提高壓縮比是提升發動機熱機效率的一種行之有效方法,但抑制壓縮比提高帶來的爆震現象則是在開發中遇到的難題。1.0T、1.5T以及2.0T發動機都通過控制氣門重疊角來增強掃氣效果,降低燃燒時溫度,抑制爆震現象,最終實現壓縮比的提高。

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  本田2.0T發動機采用了小型輕量化渦輪,能夠一定程度改善渦輪遲滯現象,讓峰值扭矩在更低的轉速輸出,從而使車輛擁有更好的加速性能。電動控制泄壓閥能夠精確快速地控制排氣泄壓閥開度,從而實現增壓壓力的精確快速調整,實現了動力性和燃油經濟性的平衡。

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  本田2.0T發動機采用了集成在氣缸蓋內的排氣歧管,提升了發動機暖機速度以及高負載工況下的排氣溫度。此外,該發動機還在活塞內部設置了環狀冷卻油道來加強對活塞的冷卻,大幅減少了摩擦。

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  為了降低發動機的運轉慣性和整體重量,本田2.0T發動機采用了輕量化連桿和曲軸。該發動機的連桿與曲軸采用了鍛造工藝制造,在保證強度的同時能最大程度地實現輕量化。

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  在現場,2.0T發動機裝備在一臺偽裝的中型SUV上,這臺SUV今年將在廣汽本田投產并上市。從現場試裝車來看,車輛配置非常豐富,全景天窗、后排電動側窗遮陽簾、后排座椅加熱、LED前大燈、LED霧燈、前后右都有攝像頭等,擋位控制為按鍵式。在有限的場地里試駕雖然路程很短,但車輛的加速性能還是給大家留下了深刻的印象。相比現場同時試駕的2.0T漢蘭達,這臺偽裝試駕車的加速力度明顯更強,而且匹配的9AT變速箱調校也非常不錯,平順性挺好的。車輛的整體行駛質感也要比漢蘭達強不少。另外,車輛配備了空氣懸架,具有標準、運動、舒適三種駕駛模式,不同模式之間的懸架阻尼差異很明顯,能夠更好地兼顧運動性和舒適性的需求。

VTEC TURBO 2.0T發動機技術介紹視頻


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總結:

  在短短的一天時間內了解并體驗四款全新的動力總成,只能是囫圇吞棗的程度,但短暫的體驗已經極大地引起大家的興趣。長江后浪推前浪,作為老牌技術宅的本田也終于拿出秘密武器,四款動力總成的綜合水平都非常高,相比目前在售的同級產品來說,都更加出色。這四款動力總成已經有三款確定今年在國內上市,新車型的性能表現值得期待。(文/圖 汽車之家 黃榮嘉)

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指導價:暫無報價
級別:中型車
發動機:0T 0
變速箱:暫無信息
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