[汽車之家 發動機技術] 汽車純電動化的趨勢已經十分明顯,無論你是否愿意接受。但有些人就是不愿意保持“政治正確”,這不今年的沃德十佳發動機大獎評選中,大排量發動機碾壓了往年小排量增壓發動機統治了榜單;在中國市場遇冷的韓系產品在美國大獎中獲得了前所未有的成功;增壓、自吸、純電、混動分庭抗禮這些精彩的劇情都在這次的發動機大獎中。
雖然不是最公平、嚴謹的評選,但沃德十佳發動機評選仍舊人氣頗高,當然想要入選提名有一定的條件,其中包含了需要在北美本土銷售,且起步價不超過6.3萬美元(約合人民幣41.6萬),這是一個按照美國消費者口味、需求進行的評選。
2019沃德十佳發動機 | |
發動機 | 車型 |
日產2.0T VC-TURBO可變壓縮比發動機 | 英菲尼迪QX50 |
寶馬3.0L(B58)渦輪增壓直列六缸發動機 | 寶馬X5 |
福特3.0T DOHC V6柴油發動機 | 福特F-150 |
克萊斯勒3.6L DOHC Pentastar V6發動機 | 道奇Ram 1500 |
福特5.0L自然吸氣V8發動機 | 福特Mustang GT/Bullitt |
雪佛蘭6.2L OHV V8發動機 | 雪佛蘭索羅德 |
本田2.0L阿特金森循環DOHC i-VTEC發動機 | 本田雅閣混合動力車 |
豐田2.0L自然吸氣發動機+雙電機混動系統 | 雷克薩斯UX 250h |
現代150千瓦純電動動力系統 | 現代KONA EV |
現代120千瓦燃料電池/電動動力系統 | 現代Nexo |
注:上述排名不分先后 |
● 日產2.0T VC-TURBO可變壓縮比發動機
搭載車型:英菲尼迪QX50
日產2.0T VC-TURBO可變壓縮比發動機,撇開技術層面的東西先不談,僅是開發周期就長達20年之久,而官方也曾表示,在它身上投入的資金達到了200億美金。從它的名字上就能看出來,這臺發動機技術方面的亮點在于:可變壓縮比,同時已經裝備在了英菲尼迪QX50上的它也獲得了2019年沃德十佳發動機稱號。
東風英菲尼迪QX50 2.0T發動機 | |
排量(mL) | 1997 |
氣缸排列形式 | 直列四缸 |
缸徑x行程(mm) | - |
壓縮比 | 14:1 - 8:1 |
缸蓋/缸體材料 | 鋁/鋁 |
最大功率(Ps/rpm) | 272/5600 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 380/4400-4800 |
特有技術 | 可變壓縮比/雙循環/可變氣門正時 |
目前這套獲得“沃德十佳”的2.0T VC-TURBO發動機已經國產并下線,國產后的代號為“KR20DDT”,目前已經搭載在今年上市的東風英菲尼迪QX50上,其可變壓縮比技術使得這臺車子在動力輸出性能上具有一定優勢,它會根據駕駛者意圖、不同工況等情況下,在14:1至8:1之間調整壓縮比,以保證油耗以及動力表現。
那么這臺發動機具體究竟是如何改變壓縮比的呢?盡管它的開發周期長達20年,但是不得不承認,其研發者——即茂木克也先生的前瞻性。
從國產后的這臺2.0T VC-TURBO發動機(代號“KR20DDT”)的MAP圖可以看到,14:1的高壓縮比會在中低負荷的工況下使用,反之在發動機高負荷的工況下則采用8:1的低壓縮比,前者可以有效提升燃油經濟性,而后者,則能在保證較強動力輸出的同時也盡可能避免爆震的情況發生。
由于篇幅有限,所以我們在本文不再對此發動機做更深度的解析,如果對此發動機有興趣的朋友,可以看一下我們此前的詳細文章:《20年磨一劍 聊日產2.0T VC-TURBO發動機》。
小結:
相比其它獲得“沃德十佳”的發動機來說,這臺2.0T VC-TURBO發動機擁有更長的研發周期,在保證了燃油經濟性的同時也有不錯的動力輸出,在這個倡導“節能”的時代是個不錯的選擇,同時這也是“沃德十佳”的評委們為其投票的主要原因。另外,它在國內的出現(目前僅英菲尼迪QX50,隨后即將上市的天籟),其復雜的可變壓縮比結構的可靠性是否也會在國內帶來出色的表現或許在不久的將來就能看見了。
● 寶馬3.0T(B58)
搭載車型:寶馬X5
25年獲得34個沃德十佳發動機大獎,寶馬再次通過發動機大獎證明了自己。值得一提的是,在34個獎杯中有28個是依靠直列6缸發動機獲得的,今年德國人再次用最新的直列6缸發動機登上榜單。
寶馬3.0T L6發動機 | |
發動機代號 | B58B30M1 |
發動機排量(mL) | 2998 |
缸徑(mm) | 82 |
行程(mm) | 94.6 |
壓縮比 | 11:1 |
最大功率(Ps/rpm) | 340(250)/5500-6500 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 450/1500-5200 |
怠速轉速 | 660 |
超增壓模式 | 支持7000rpm運轉15秒 |
也可能熟悉寶馬的朋友會問“全新一代的寶馬直6發動機幾年前就量產了啊,怎么現在才獲獎?”沒錯,獲獎的還是直列六缸3.0T發動機,但“此直6非彼直6”,其代號B58的數字后面加上了“TU”兩個字母,代表了Technical Update——這是一臺經過技術更新的升級版寶馬3.0T發動機!
讓沃德雜志評委們陶醉的是這臺3.0T裝載到全新寶馬X5上的動力表現。順便說一句,國內也能買到這款車了。前一陣我們同事于晗剛剛試駕完,在動力系統上也給出了肯定的評價。(試駕感受在這里!)
相比國內在售的寶馬540Li、740Li,全新寶馬X5的發動機有了多項技術更新,其中最重要的是缸內直噴系統、集成式排氣歧管、正時鏈條、油泵、熱管理系統等幾項,理論上來說對發動機的燃油經濟性和動力性都有非常積極的影響。
寶馬將燃油噴射壓力提升到了350Bar,更高的壓力讓噴入氣缸的燃油霧化效果更好,燃燒效果更好,發動機的燃油經濟性和動力性便會更優秀了。
采用集成式排氣歧管和新的冷卻循環系統,目的可以說都是為了更合理地利用發動機的熱量,轉化為有用的能量,間接提升了發動機的燃油經濟性。發動機缸蓋集成了排氣歧管后,發動機排出廢氣的熱量能更好地利用起來——提升車輛冷啟動的性能。
更新后的冷卻散熱系統更加節能高效——將缸體和缸蓋分開進行冷卻。大多數情況下,發動機缸體內的冷卻液不會流通,冷卻循環系統主要為“容易發燒”的缸蓋部分散熱,而在激烈駕駛或者高負荷工況下,發動機才會打通缸內的冷卻循環。得益于電子化控制水平的提升,熱量管理更合理了。
小結:
讓沃德十佳評委點贊的原因不只是動力性的加強,憑借著一系列提升燃油經濟性的技術,這臺3.0T裝到體重大概2.2噸的寶馬X5上,百公里平均油耗僅為11.7L(汽車之家與沃德雜志對全新X5的測試油耗基本一致)。要動力有動力,要省油還省油!你還要啥?
● 福特3.0T DOHC V6柴油發動機
搭載車型:福特F-150
對于福特F-150,相信各位都已經非常了解了,在去年的評選中,福特F-150的2.7T雙渦輪增壓汽油發動機就獲獎了。不過今年福特F-150的獲獎發動機變成了3.0T V6柴油發動機,雖然這臺名為“Lion”的柴油發動機早在2005年就在澳洲面世了,不過經過全新的升級,它在福特F-150上再次煥發了青春。
福特3.0T DOHC V6柴油發動機(福特F-150) | |
排量(L) | 3.0 |
氣缸排列形式 | V型6缸 |
缸徑x行程(mm) | - |
壓縮比 | - |
缸蓋/缸體材料 | - |
最大功率(馬力/rpm) | 250/3250 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 598/1750 |
特有技術 | - |
這臺3.0T V6柴油發動機能夠獲得本年度沃德十佳發動機的稱號,憑借的是超低的油耗表現。沃德評委們駕駛F-150 SuperCrew 4x2行駛了約1287km,在得到油耗數據為9.0L/100km后說:“這是我們見過的燃油經濟性最好的全尺寸皮卡”。
小結:
在皮卡這個細分市場,柴油發動機可以說是最合適的動力選擇。也許這次被評選為十佳發動機后,福特會增加搭載3.0T柴油發動機的F-150車型。不過對于中國消費者來說,想要看到柴油版F-150還是一件難事。
● 克萊斯勒3.6L DOHC Pentastar V6發動機
搭載車型:道奇Ram 1500
皮卡之于美國,可以說就是這個國家汽車文化的代表了,大排量、外觀設計肌肉感十足的皮卡車型深受美國人民的喜愛,其中原因各種各樣,但最終的體現就是皮卡在一定程度上與美國的那些肌肉猛男們畫上了等號。而道奇作為美國的三大汽車制造商之一,皮卡車型自然不會少,比如道奇Ram,而它的發動機也屢次出現在“沃德十佳”的獲獎榜單上。
這款發動機屢次獲得“沃德十佳”發動機稱號,此次它的表現依然十分出色,經外媒測試,在搭載了這臺48V電機之后,它的燃油經濟性得到了不小的提升,在僅發動機工作的工況下,它的燃油經濟性相比老款車型提升了18%左右,而在混動模式下,相比老款也有10%左右的提升,其表現對于一臺全尺寸四驅的皮卡來說,非常不錯。
道奇 Ram 3.6L發動機 | |
排量(mL) | 3604 |
壓縮比 | 11.3:1 |
缸蓋/缸體材料 | 鋁/鋁 |
最大功率(Ps/rpm) | 309/6400 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 365/4175 |
特有技術 | 可變氣門正時 |
這臺新發動機還搭載了不少全新技術,比如范圍更寬的可變氣門正時、兩級可變氣門升程,這些技術的使用,在保證了車輛燃油經濟性出色的同時,也在老款車型的基礎上進一步加強了車輛的NVH表現。而利用EGR廢氣再循環系統也保證了車輛在高負荷情況下的排放表現。
小結:
美式皮卡的魅力,就在于肌肉感、大排量,同時還有出色的通過性,但或許國內消費者由于政策等多方面因素,對于皮卡實在是“愛不起來”,不過在汽車文化更為成熟的美國來說,這卻是幾乎人人都買得起(據官網顯示,其售價為31795美金),同時又極其實用的一種車型。
對于“沃德十佳”的評委來說,最為吸引他們的一點,就是這臺車在加入了48V電機之后,無論是能耗、燃油經濟性、動力還是排放等各方面都有著非常出色的表現。
● 福特5.0L V8
搭載車型:福特Mustang GT/Bullitt
在今年沃德十佳評選中,福特Mustang GT/Bullitt所搭載的5.0L V8自然吸氣發動機再度獲獎,美國人對V8 Muscle Car的執念,在這個小排量渦輪發動機的時代更顯難能可貴。而在今年,福特推出了一款Mustang的特別版車型,Mustang Bullitt,搭載V8發動機的它是為了向50年前電影中的經典致敬。
福特5.0L V8發動機(Mustang GT/Bullitt) | ||
Mustang GT | Bullitt | |
排量(L) | 5.0 | 5.0 |
氣缸排列形式 | V型8缸 | V型8缸 |
缸徑x行程(mm) | 93.0x92.7 | 93.0x92.7 |
壓縮比 | 12.0:1 | 12.0:1 |
缸蓋/缸體材料 | 鋁/鋁 | 鋁/鋁 |
最大功率(馬力/rpm) | 460/7000 | 480/7000 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 570/4600 | 570/4600 |
特有技術 | Ti-VCT | Ti-VCT |
本次獲獎的5.0L V8發動機,與獲得2018沃德十佳發動機稱號的V8發動機相比并沒什么特別的變化,在使用了和Voodoo發動機相同的等離子電弧工藝內壁噴涂技術后,目前的5.0L V8 Gen.3發動機整體質量有所減輕,壓縮比也提升到了12.0:1?梢哉f這臺發動機是在技術不變的情況下蟬聯了沃德十佳發動機的稱號。
小結:
在幾乎不變的情況下再次獲得沃德十佳發動機的稱號,這是對福特5.0L V8發動機的肯定,相信這也讓諸多喜歡大排量Muscle Car的車迷看到了“V8不滅”的可能。
● 雪佛蘭6.2L V8
搭載車型:雪佛蘭索羅德
大排量V8發動機+皮卡,這兩個結合在一塊簡直就是美國人最愛的車了!就像他們愛吃面包+香腸的熱狗一樣,即便拋去美國用車環境帶來的實用主義,那種情懷是一代又一代人難以割舍的。所以,在排放法規越來越嚴苛的今天,沃德十佳發動機的榜單上也基本都會留有它一席之地。
雪佛蘭6.2L V8發動機 | |
發動機代號 | L87 |
發動機排量(mL) | 6162 |
缸徑(mm) | 103.25 |
行程(mm) | 92 |
壓縮比 | 11.5:1 |
最大功率(Ps/rpm) | 420(313)/5600 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 623/4100 |
燃油供給系統 | 缸內直噴 |
進氣方式 | 自然吸氣 |
這款大排量自吸發動機也不是第一次出現了,此前代號為L86的機器就已經用在索羅德上了,今年代號升級為L87,這臺V8發動機在電氣化控制方面進行了更新。最大的變化是增加了動態燃油管理系統DFM,讓索羅德這款“大怪獸”變得聰明起來,擁有了17種氣缸運行模式。
完全得益于DFM系統的加持,發動機的“大腦”能夠每秒80次的頻率做出決策。如果將氣缸模式比作打牌,那么這臺發動機的“出牌速度和出牌自由度”都有所提升。
小結:
沃德雜志頒發給索羅德V8發動機大獎似乎在情理之中,這臺受歡迎的皮卡換裝全新升級后的發動機值得鼓勵,更何況今年競爭對手們都沒有拿出太強有力的動力產品。在腦海里檢索“大排量、自然吸氣、V8、皮卡”完后,似乎就只有它了!
● 本田混動
搭載車型:本田雅閣混動
鑒于電氣化動力系統越來越多地出現在了獲獎名單名單中,作為最為先進的混合動力系統之一——本田i-MMD系統的獲獎應該說是眾望所歸。
本田2.0L阿特金森循環發動機 | |
發動機代號 | - |
發動機排量(mL) | 1993 |
缸徑(mm) | 81 |
行程(mm) | 96.7 |
壓縮比 | 13.5:1 |
發動機最大功率(Ps/rpm) | 145 |
最大扭矩(Nm/rpm) | 175 |
混動系統最大功率(Ps) | 215 |
入圍車型——本田混動版第十代雅閣裝備的這套i-MMD混動系統已經進入到第三代。相比前兩代系統,第三代混動系統繼承了i-MMD混動系統的基本結構,但發動機經過了本田工程師的精雕細琢:通過進一步減小缸內摩擦,以及提升EGR(廢氣再循環技術)效率,使得最高熱效率達到了40%,為本田有史以來熱效率最高的發動機產品。雖然略低于混動凱美瑞的那臺(最高熱效率為41%),但仍是目前的頂尖水準。這臺發動機最大功率146Ps,并且在3500rpm時就可以輸出175N·m的最大扭矩。
小結:
說到混合動力系統,豐田的THS雙電機混聯系統可以說是混合動力的開創者,也在技術上連續領先了對手將近20年。而雙電機+行星齒輪動力分流結構多年來也被行業奉為混合動力系統的范本。所幸的是,有本田這樣“任性”企業,向大家證明了世界上還有更好的混合動力技術——效率更高,卻更富駕駛樂趣。
● 雷克薩斯混動技術
搭載車型:雷克薩斯UX
今天提到混動技術,人們腦海中想到的幾乎都是豐田。從1997年第一代普銳斯上市時的技驚四座,到今天的主流技術,豐田雖然不是混動技術的發明者,但絕對算得上最重要的推廣廠家,F在,這套最新的系統放在了雷克薩斯UX上。
雷克薩斯混動系統 | |
電機與發動機總輸出功率 | 178Ps(131kW) |
電機與發動機總輸出扭矩 | - |
純電動續航里程 | - |
電池組容量 | 6.5Ah |
發動機 | M20A-FXS 2.0L自然吸氣發動機 |
這套全新的混動技術基于TNGA架構,相比于上一代,它有著輕量化、小型化的特點,同時工程團隊還有針對性的降低了系統損耗。其中發動機部分來自豐田最新一代Dynamic Force系列。
相較此前的1.8L混動系統,THSII上所配備的PCU(功率控制單元)系統體積縮小20%,質量減輕10%。也因此,這套PCU可以直接安裝在動力耦合機構之上,減小了整套混合系統所占空間。
在動力耦合機構方面,新的混動系統同樣采用兩個電機、一臺發動機以及一組行星齒輪相互嚙合這一基本結構。并且與在第四代普銳斯上的混動結構相同,THS II采用了雙電機并排的E-CVT結構,將整個機構的尺寸縮小約30mm,同時降低摩擦損耗25%。
小結:
豐田這些新技術有著明顯的模塊化、輕量化、小型化以及高效的特點,這要得益于TNGA架構,更可怕的是豐田官方表示,將會在未來的五年之內普及到旗下80%的車型上。混動還是純電動,勝負之戰還遠未結束。
● 現代純電動系統
搭載車型:現代KONA新能源
縱觀本次的沃德十佳發動機大獎,現代可謂贏家之一,原因在于韓國人的純電動與燃料電池兩套新能源系統雙雙入選,這是對多年前韓方決策層最好的肯定。能夠將全世界消費者都認為是改變純電動車傳統形象的特斯拉擠走,博得評委的好感實力自不一般。
現代純電動系統 | |
電動機輸出功率(Ps) | 204 |
電動機輸出扭矩(N·m) | 394 |
續航里程(km) | 415(EPA測試標準) |
電池組容量(kWh) | 64 |
電池組供應商 | SK Innovation或LG化學 |
與特斯拉Model 3、雪佛蘭Bolt、日產聆風等根據純電動車平臺開發的車型不一樣,現代KONA新能源車型與其汽油版共享平臺。在評委眼中,這臺來自韓國蔚山工廠生產的,具有CROSS風格的SUV車型有著鮮明的性格特點,長短續航版本的存在可以讓消費者充分按照自己需求進行選擇,并且價格都很親民。
盡管沒有發動機的拖累,但電機、逆變器等部件若整合開發不當,那么也將占據大量機艙內空間,這也是很多“油改電”純電動為何沒有前備廂的重要原因。現代KONA新能源雖然與傳統燃油車型共享平臺,但是從機艙內的布局看,顯然是針對系統進行了優化。
很長一段時間內,純電動車的熱管理系統受到外界質疑,一方面是熱失控導致的車輛自燃,另一方面在低溫情況下,電池加熱能力不足嚴重影響續航,最終導致使用感受不佳。針對這些問題,韓國工程師為動力電池組匹配了液冷系統,同時在動力電池組中加入了PET膜,防水的同時亦能解決極限情況下電池組氣壓升高問題。
無論是傳統燃油車,還是新時代的純電動車,驅動模式雖然不同,但其開發、制造環節均需數量龐大的供應商支持。與多年前技術掌握在車企手中不同,當下眾多核心技術是由車企與供應商合力開發。諸如動力電池組這樣影響車輛使用感受的部件,更是重中之重,目前日本、韓國以及我國在動力電池組領域供應中占據了重要的位置。
小結:
多年前,韓系品牌成功進入美國市場依靠的便是豐富的配置以及超長的質保,新能源時代到來后,前者依舊是它博得消費者歡心的猛藥。單輪豪華感、科技感、加速性它或許都不及美國本土的特斯拉,但價格實惠這個殺手锏仍舊奏效。
● 現代氫燃料電池系統
搭載車型:現代Nexo
繼搭載到途勝的那套燃料電池系統獲得2015年的沃德十佳之后,它的繼任車型——Nexo仍然獲得了沃德評委們的青睞:“Nexo不僅僅是臺車,而是現代工程師們為我們打造的通往未來的時光機器!
現代120kW氫燃料電池系統 | |
系統功率(kW) | 120(163Ps) |
最大扭矩(Nm) | 395 |
電池容量(kWh) | 64 |
續航里程(km) | 612 |
目前為止,氫燃料電池系統一共在沃德十佳的榜單中出現過三次,而其中兩款為現代汽車的產品。從中也足見現代集團在新能源技術領域的領先程度。Nexo搭載的新一代燃料電池系統較途勝的那一套在續航里程上提升了40%,達到了612公里。不僅如此,現代集團的這套氫燃料電池系統的核心技術還具備了優秀的擴展性——在未來現代集團的商用車上也將普及燃料電池技術。
小結:
從近年來的沃德十佳發動機評選結果來看,越來越多的新能源驅動系統將會成為榜上的?汀Ec國內大力發展純電驅動的技術路線不同的是,國際上對于未來汽車將由什么能源驅動尚無定:如果基礎設施建設到位,沒有里程焦慮,不存在充電難的氫燃料電池汽車顯然具備更好的使用體驗。
全文總結:
最近幾年的沃德發動機大獎以及國際發動機大獎都是小排量增壓發動機笑傲江湖的場面,很多朋友紛紛發出了大排量已死,黃金時代已過的感嘆。今年的榜單出乎了很多人意料,大排量發動機重新回到了舞臺,當然更值得注意的是,這份榜單的全面性相比過往有了明顯提升,增壓發動機、大排量自然吸氣發動機、混動技術、純電動車型以及燃料電池全員都有露出。不知道在這個年底,您心中的十佳都有誰?(文/圖 汽車之家 夏志猛 王興宇 周尤 俞嘉英 唐朝)
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