众所周知,汽车的动力来自将热能转变成机械能的发动机,因此发动机也被称为热机。内燃机是热机的一种,其特点是液体或者气体燃料与空气在机器内部反应而产生热能,然后再转化成机械能。目前世界上绝大部分汽车用发动机均属于往复式活塞内燃机,这类发动机具有体积相对小、热效率高、启动性能良好的特点。
一个世纪以来,从石油中提炼出来的汽油和柴油是汽车发动机主要的燃料,最近几年,一些汽车企业已经开始研发在未来取代传统化石燃料汽车新型燃料车辆,但就目前,燃油发动机车型还是主流产品。所以,开发先进的内燃机技术对于增强汽车企业的竞争力和改善环境仍然具有重要的经济和社会意义。
燃油发动机技术的先进性主要体现在几个方面,排量、单位功率、单位扭矩、高扭矩的出现范围、转速、运转平顺性、燃油经济性、排放、噪音、体积和重量。对应着这些永远有提高可能性的参数,发动机不断地被各种更出色的材料、组件和技术完善着:从涡轮增压、汽缸内燃油直接喷射、电子节气门、对旋平衡轴到可变进气岐管、可变气门正时系统、智能排量控制、全铝质汽缸部件以及灵活燃料技术。
美国权威汽车杂志《Ward’s Auto World》评出了2007年度十佳发动机,它们基本代表了当今量产燃油发动机制造业的水平,也点明了未来一段时间内此方面技术的发展趋势。所有参选的发动机都必须已经装备在美国市场上销售的,售价低于5万美元的量产车(价格允许有5%的浮动,即不超过52500美元)。另外,此排名不分先后。
● 奥迪2升涡轮增压TFSI直4
有人批评奥迪的新两厢掀背式车型A3价格太高,显然,他们不是动力装置的爱好者。否则他们就会知道一台直列4缸涡轮增压FSI发动机的技术含量。它被称为世界上个将涡轮增压和汽油直喷技术结合在一起的发动机。汽油直喷是动力装置领域出现的同时提高单位功率、扭矩和燃油经济性的革新技术。此发动机利用一个可变长度的进气歧管和一个出色的BorgWarner涡轮增压系统,配合FSI几乎可以克服涡轮增压器的滞后现象。通过这款2升的发动机,奥迪与其母公司——大众公司在动力技术领域处于地位。
FSI是奥迪汽油发动机技术发展的关键,越来越多的奥迪产品系列都开始采用这项技术。它的技术缺陷是在冷启动后的怠速和低转速时有短暂的不平稳运行。
● 宝马3升DOHC直6
宝马公司认为它是同类发动机中最强的,几乎没有比它对所有细节考虑得那么好的量产发动机了。从数据上看:63千瓦/升的表现使它处于6缸发动机单位功率的排头地位。这个参数的提升一大部分因素应归功于电子节气门的可变气门升程系统。电子节气门增加了可用的发动机转速变化范围。转速的警戒线高达7000转/分钟,同时将峰值扭矩的转速保持在非同一般的2750转/分钟。另外,此技术还能显著地降低排放水平和提高燃烧效率。
这款发动机的另一项技术飞跃是采用了铝镁合成发动机缸体。镁合金上曲轴箱在铝质汽缸体周围形成了一个外套。新材料的应用使强度加大而重量减轻。
● 宝马3升涡轮增压DOHC直6
在美国,如果人们希望得到一台功率更加强的发动机,首先就会考虑买一台排量更大的产品,但是,搭载了全新双涡轮增压直6发动机的宝马335i很愿意改变一部分美国人的这种想法。
有一段时间,宝马是不屑于在量产的汽油发动机上加装涡轮增压设备的,但如今概念已经转变了。这套配合宝马经典直6发动机的双涡轮增压器虽然结构复杂但效果显著,3升的排气量竟拥有220千瓦的功率和407牛米的峰值扭矩,其中峰值扭矩可以保持在一个相当宽的转速范围。其升功率达到74千瓦,远超众多8缸发动机的数值。
● 戴姆勒-克莱斯勒Hemi 5.7升OHV V8
很多购买装备5.7升Hemi V8发动机的克莱斯勒300C客户,他们选择这款车的原因是出自对肌肉型汽车的执著怀念以及那个简单而震撼的名称“Hemi”。第五次蝉联年度10佳发动机奖的克莱斯勒5.7升Hemi V8发动机具有半球形燃烧室,“Hemi”就是由此得名。
发动机的节气门响应非常迅速,而运转状况如同许多顶置凸轮轴发动机一样平顺,5200转/分钟的功率转速并不代表它是一种技术低端的V8发动机,经过特别精心调谐的排气和进气声音充满了力量。铸铁汽缸体虽然使得它重量相当大,但却节约了成本,从而对市场形成连续不断的冲击。
另外一项令Hemi成功的亮点是通过可变排量控制技术(MDS)实现的节油效果。在发动机的不需要全功率运转时,可以瞬间关闭四个汽缸,而在需要时,MDS又可以迅速恢复汽缸工作以释放发动机的全部功率,这项技术可以保证车辆的综合油耗降低20%。
● 戴姆勒-克莱斯勒3升DOHC V6涡轮增压柴油机
从技术先进性角度来看,大众的V10 TDI应该被列入10佳产品,但远超过5万美元的价位是其落选的惟一原因。那么入选的柴油发动机只剩下戴姆勒-克莱斯勒的这台V6了。
这款朴实的动力机器被装在了奔驰E320 Bluetec和大切诺基CRD上,证明了它装在轿车和SUV上都能起到自己的作用。柴油动力系统所产生的扭矩远超过相同排量的汽油发动机,而燃油消耗却低了25%。这款涡轮增压共轨柴油发动机,除了具备上述亮点外,还拥有另一项优势,它的尾气排放指标完全能满足美国超严格的环保标准。
● 福特Duratec 35 3.5升V6
福特的发动机设计师们精心挑选了高质量材料以组建汽缸各个部件,包括带低摩擦外涂层的铸铝活塞、金属粉末锻制活塞连杆和全锻钢平衡曲轴。这些组件在高温下的良好发挥不仅令Duratec 35的压缩比高达10.3:1,也扩宽了其峰值扭矩的输出范围,是全面提升此发动机性能的基础。计算机辅助分析仪被应用在进气系统管理上,它根据各传感器不断输送来的信息,来调节智能电子控制节流阀,合理控制进气流量。作为福特Edge和林肯MKX的主流发动机,全新Duratec 3.5升V6发动机,从总功率的数字上来看应该说是不错的,但56千瓦的升功率相比日本同级对手,差距就显露出来了。
燃油在汽缸内的充分燃烧令它的尾气的排放更洁净,装备Duratec 35的车型在美国任何一个州都不需要进行改动就可直接销售,即使是施行最严格的尾气排放标准“ULEV II”的加利福尼亚。 |