在2013年的法兰克福车展上,沃尔沃汽车正式发布了其最新的Drive-E动力总成系统,此外还有概念轿跑车概念车。沃尔沃曾经著名的直列五缸发动机在汽车行业仍然广为人知,但这款Drive-E动力总成的亮点是什么?作者最近对这个问题进行了一些研究。本文将简要介绍沃尔沃动力总成,重点分析该发动机的前瞻性技术和性能表现。
通过模块化概念实现技术进步
目前,传统燃料动力的发展趋势是小型化和涡轮增压。不用说,在一直对涡轮增压漠不关心的日本车企中,丰田已经明确表示,其涡轮增压发动机将于今年年底上市。本田去年已经发布了三款机械增压发动机。未来,新能源动力的发展趋势是插电式混合动力和纯电动。纯电动汽车目前被认为是未来汽车最理想的驾驶形式。然而,从中短期来看,混合动力和插电式混合动力汽车将更有可能成为市场的宠儿。
离开福特家族后,沃尔沃汽车必须进一步提高其动力总成核心技术,为其在全球豪华汽车市场的竞争增添筹码。为了在汽车动力发展方面领先于这两个趋势,沃尔沃汽车在开发这种新型Drive-E动力总成方面投入了大量资金。其发展目标是实现汽车强劲动力和零排放的梦想。
通过模块化设计理念,Drive-E动力总成实现了小排量、高功率和低排放的目标。最高性能的2.0T发动机最大功率为225千瓦,接近目前市场上的3.0T水平。目前,在全球市场上,大规模生产的汽车还没有达到这种性能水平的发动机。同时,在节油性能方面,它与爱信的8速手自一体变速箱相结合,在S60上实现了6.4升/百公里的超低综合油耗,在XC60上实现了7.3升或更低的超低油耗。可以说,Drive-E动力总成完美地体现了高性能和低排放。它刷新了汽车行业历史上动力总成领域综合性能的新水平,成为沃尔沃汽车的又一个世界第一。
同时,Drive-E动力总成专为未来的混合动力时代设计,使其能够快速创建具有各种要求的混合动力系统。这使得Drive-E不仅能够在传统汽油发动机时代脱颖而出,而且即使在混合动力时代也能保持在汽车行业的前沿。
模块化思想的进展
沃尔沃Drive-E动力总成主要包括三个方面。第一个是一个新的基于平台的发动机序列,沃尔沃正式称为VEA;
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拼音 双语对照第三个是它的电子跟随转向系统。
VEA系列发动机共包括八台基于模块化概念开发的发动机,包括四台汽油发动机和四台柴油发动机。
这一新系列发动机和沃尔沃之前的发动机系列的最大特点是其模块化概念。它的八台发动机都是2.0升排量的直列四缸结构,具有相同的发动机机身设计和相同的气缸节距、直径和冲程。通过匹配不同的增压单元,实现动力差异化。其中,四台汽油发动机的代码分别为T3、T4、T5和T6,功率为140HP。
尽管这八款发动机有不同的增压系统,但它们有相同的安装位置和主端口,这将为它们在不同型号上的安装提供许多共性。可以想象,未来沃尔沃车主的动力改装将变得非常简单,可以直接更换大功率发动机,几乎不需要对前舱进行改装。
此外,由于高性能发动机已从V6变为L4,其体积将大幅减少,未来沃尔沃新车前舱所需的空间将进一步减少,从而在碰撞安全和内部空间方面获得更高的设计空间。发动机罩的高度可以进一步降低,可以进一步降低车辆的空气阻力系数,提高动力性能,降低油耗。
该系列发动机还有另一个面向未来的性能特点。在发动机和变速箱之间的连接处,预留了电机的安装位置。换句话说,只要市场需要,沃尔沃汽车就可以快速开发出不同要求的混合动力系统版本。
尽管模块化并不是一个全新的概念,但它仍然是第一次应用于发动机。这是沃尔沃的一项重大创新。正如大众汽车在汽车模块化方面正在被其他车企效仿一样,沃尔沃汽车在发动机模块化方面的创新也将成为未来全球车企学习和研究的对象。
新型VEA发动机的主要优点
业内人士了解,小排量、大功率发动机的开发生产难点是对高温材料、传感器性能、标定水平、缸内燃烧控制等一系列配套技术的综合要求。它们不仅仅能够用概念来开发。因此,如果我们想了解VEA发动机在沃尔沃Drive-E动力总成中的先进性,就必须了解沃尔沃在这方面取得了哪些突破。
首先,VEA系列发动机的气缸体和气缸盖均采用全铝设计,强度更高,重量更轻,体积更小。以T6为例,与旧的六缸涡轮增压发动机相比,匹配涡轮增压和机械增压发动机的新款T6减轻了45公斤。减重是汽车发动机、变速箱和车身零部件设计的重中之重,直接影响汽车的油耗水平。
其次,汽油发动机系统使用中央直喷燃油系统,火花塞和喷油嘴安装在燃烧室的中央。中央直喷技术在初始分层燃烧和有效的催化剂加热方面超越了气道直喷和侧装直喷,实现了低油耗和低排放的双重优势。
再次,根据每台发动机的不同调校,对进气道、冷却水套、喷雾、燃烧室形状等进行独立设计和优化,以实现不同发动机不同侧重点的性能目标。第四,对于VEA发动机中的柴油发动机序列,燃油喷射系统是世界上首次应用最大2500巴的喷射压力系统和闭环燃油量控制系统。沃尔沃正式将该系统命名为智能精密调节技术(i-Art)。其本质在于增加了一个传感器,该传感器接收气缸中每次燃油喷射的实际喷射量和喷射时间,然后通过独立的芯片与发动机ECU存储、比较和分析数据,从而实现对喷射量的更精确控制,实现更高的效率和更低的排放。
第五,创新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,沃尔沃创造性地设计了一款du……
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拼音 双语对照模块三元催化转化器排列成90°阵列,使用冲压不锈钢板焊接和组装,减少循环损失。
除了这五项功能外,VEA发动机系列还具有由锻钢制成的低摩擦曲柄系统;具有较低摩擦和通用端口的气缸盖和气门机构;具有相同结构的润滑系统和可变流量油泵等。各种先进的概念和设计创造了VEA发动机的优异性能。
新型VEA发动机的性能
目前,沃尔沃VEA发动机系列中的T5和T6汽油发动机已在欧洲上市。让我们看看他们的表现。
从数据上看,T5发动机安装了单台涡轮增压器,最大功率为180kW/5500Rpm,最大输出扭矩为350Nm/1500-4800 Rpm。此外,这款发动机还具有Overboost“超频”功能,短时间内最大扭矩可达380牛米。与老式T5直列五缸发动机相比,最大功率增加了23kW,最大功率速度降低了500Rpm。最大扭矩增加了50Nm,最大扭矩点从2700Rpm降低到1500Rpm。
VEA系列T6发动机配备了两个独立的涡轮增压器,即机械增压和涡轮增压。最大功率为225kW/57000Rpm,最大输出扭矩为400Nm/2100-4500Rpm。3.0T6六缸机械增压发动机的性能基本接近沃尔沃的老款。特别值得注意的是,由于增加了增压器,新款T6发动机在低速段的扭矩表现非常强劲。虽然最大输出扭矩从2100转/分开始,但在1000转/分时可以在270牛米左右爆发,这基本上相当于大众2.0 TSI发动机的最大输出扭矩。
以上是数据分析。以下是搭载T5和T6发动机的沃尔沃60系列车型的性能。7秒内的百公里加速和7.0升内的综合油耗充分展示了沃尔沃Drive-E动力总成的动力和节油性能。
综述:在汽车发动机高性能、低油耗、高排放的压力下,传统汽油发动机的小型化和涡轮增压已成为汽车行业不可阻挡的趋势。从福特家族分离后,沃尔沃汽车投入巨资开发新一代Drive-E动力总成,该动力总成在动力、经济性和环保性能方面都达到了新的水平。至少在未来五到十年内,沃尔沃的Drive-E动力总成将成为全球动力总成领域无可争议的标杆。
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拼音 双语对照
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