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解读2016沃德十佳发动机 自吸三分天下

沃德  

如今,我们生活在这个“负分滚粗”的流行给人打分的年代,如沃德更是连发动机也不放过。只留十个最高分,去掉所有最低分。当然具体得分我们是不知道的,唯一知道的是沃德杂志对31个候选车型进行了试驾和深入研究最后得出的结论。令人意外的是,自然吸气发动机夺得了三个名额,摆明要跟涡轮、混动系统三分天下。具体情况是怎么样呢?让我们一起看看吧。

2015沃德十佳获奖名单
发动机搭载车型
3.0L涡轮增压直列6缸发动机宝马340i
3.6L自然吸气V6发动机

雪佛兰新科迈罗/凯迪拉克ATS(海外版)

1.5L自然吸气四缸发动机+120kW电动机(增程式混动)

雪佛兰全新沃蓝达

5.2L自然吸气V8发动机

福特野马Shelby GT350

2.0L自然吸气四缸发动机+50kW电动机(插电式混动)现代索纳塔九插电式混动版

3.5L自然吸气V6发动机

日产Maxima(海外版)

3.0L涡轮增压V6柴油发动机

道奇RAM 1500 EcoDiesel

2.0L涡轮增压水平对置四缸发动机

斯巴鲁WRX
1.8L自然吸气四缸发动机+53kW电动机(混动)丰田全新普锐斯

2.0L涡轮增压+机械增压四缸发动机

沃尔沃XC90 T6

因今年大众在美国的“排放门”事件让《Ward''''''''''''''''s AutoWorld》杂志将它拒之门外,取消了获奖资格。

什么是沃德十佳发动机?

“沃德十佳发动机”是美国权威杂志《Ward''''''''''''''''s Auto World》杂志社创立的榜单。通过对美国本土销售的车型进行了接近日常驾驶状况的测试后,根据每台发动机的马力、扭矩、技术含量,以及实际使用中表现出来的工作特性进行全面评估,最终选出十台综合表现最好的发动机。这份评选名单始于1994年,在每年年末发布,在世界范围内都要很大影响力,且对消费者有一定指导意义。

参评的发动机首先必须是批量生产的,而且所装备的汽车开始销售的时间也有明确的规定。同时为了保证评选的十佳发动机能够反映出主流趋势并且适合于广大汽车工业,参评的发动机所装备的汽车售价须低于6万美元。

每一届沃德十佳的评选都要约两个月的时间,评选方法不采用工具测试,而是通过日常的驾驶对发动机的燃油经济性、噪声、振动以及冲击等各项指标进行评估,此外,科技的创新性、动力性等方面也是评选的重要指标之一。

3.0L涡轮增压直列6缸发动机

搭载车型:宝马340i

编辑点评:此次我站在了巨人的肩膀上。

宝马340i将取代335i成为这台代号为”B58“的主人。直列六缸发动机在宝马家族出现了无数次,无论是1系还是7系,都与它有关。而此次最新的B58又带来了沃德十佳发动机称号。

宝马3.0L涡轮增压发动机参数

排量(ml)

2998

气缸排列形式

直列六缸

缸径×行程(mm)

82.0×94.6

压缩比

11.0:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

238/5000-6500

最大扭矩(N·m/rpm)

447/1380-5000

技术特点

燃油直喷,双涡管涡轮增压,全铝结构,双VANOS可变凸轮正时,Valvetronic可变气门升程

关于亮点

获奖的B58并未引入过多亮眼的技术,而是在经典的N55发动机上做了完善。N55在2011年,2012年和2013年都获得了十佳发动机,其本身实力绝对是不可小觑的。而B58让整体调校更优秀,有种”站在巨人肩上“的感觉。

细节结构调整

采用了水冷式中冷器,将中冷器集成在进气歧管处,直接将冷却后的空气导入进气歧管。这样使进排气系统更加紧凑,给了机舱更多空间。同时,也使参与工作的空气温度更加合适,提高了效率。

综合这些小的改动,使B58在N55原有的基础上增加了14kW以及41Nm,340i可以在4.6s从静止达到97km/h。

燃油直喷,双涡管涡轮增压,全铝结构,双VANOS可变凸轮正时,Valvetronic可变气门升程

VALVETRONIC是宝马运用相当广泛的一种可变气门升程科技。实际上这项技术在2001年就已经发布并开始使用。它由一支附加的偏心轴、伺服电机和一些中置摇臂构成。该系统借由电机的旋转,在一系列机械传动后很巧妙的改变了进气门升程大小。根据不同工况自动调节节气门的开度,可以在0.18mm-9.9mm之间无级变化,时刻将燃油效率最大化。

3.6L自然吸气V6发动机

搭载车型:雪佛兰新科迈罗/凯迪拉克ATS(海外版)

编辑点评:大黄蜂的内心斗志激昂,随时准备投入社会主义建设。

2016雪佛兰科迈罗

2015凯迪拉克ATS(海外版)

通用这一台代号为“LGX”的3.6L V6自然吸气发动机,是在上一代3.6L V6(代号“LFX”)的基础上进行了优化和调整,这是它首次登上沃德十佳发动机舞台。它分别搭载在凯迪拉克ATS和雪佛兰科迈罗上,但在动力调校上略有不同。凯迪拉克ATS峰值扭矩略高一点。

通用3.6L V6自然吸气发动机参数

排量(ml)

3649

气缸排列形式

V型6缸

缸径×行程(mm)

95.0x85.8

压缩比

11.5:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

249/6800

最大扭矩(N·m/rpm)

385/5300

技术特点

缸内直喷、进排气可变气门正时、集成式排气歧管

关于亮点

缸内尺寸调整,凸轮轴顶置

缸内直喷、进排气可变气门正时、集成式排气歧管

新的二级油泵

发动机内采用了新的二级油泵,在普通状态减少发动机内压力和汽油流量,仅在高速以及高负载的时候高功率,以此能够节省能源。

通用1.5L自然吸气四缸发动机+111千瓦电动机(增程式混动)

搭载车型:雪佛兰全新沃蓝达

编辑点评:我想开更远!我想去大理!

第二代的雪佛兰沃蓝达已经在海外上市,新车最大变化就是纯电动续航从第一代61km提升至85km。峰值扭矩为398N·m,比上一代增加28N·m。电池容量为18.4kWh,比上一代增加2.4kWh,但电池单体数量有所减少,并且优化了电池管理系统和冷却系统。沃德十佳发动机的评委在365公里的路试(仅充电一次)中,取得了百公里油耗5.3L的实际油耗成绩。综合性能比上代车型的性能表现更好,综合油耗更低也是该套混合动力系统获得评委认可的重要原因。

雪佛兰两代沃蓝达混动参数对比
车型第二代雪佛兰沃蓝达第一代雪佛兰沃蓝达
电动机最大输出功率(kW)111111
电动机峰值扭矩(Nm)398370
纯电动续航(km)8561
电池组容量(kWh)18.416
增程用发动机74kW直列四缸自吸发动机61kW直列四缸自吸发动机

关于亮点

加速、续航能力有提升

经过重新设计之后的传动系统,使第二代沃蓝达从0-48km/h的加速提升19%,0-96km/h提升7%至8.4s。纯电动续航也从61km提升至85km。并且整个电池组质量减轻了9.8kg。

这台代号为L3A的自吸发动机隶属通用SGE小排量发动机家族,由上汽和欧宝合作研发而成,搭载缸内直喷、可变气门正时和集成式排气歧管等技术。

福特5.2L V8自然吸气发动机

搭载车型:福特野马Shelby GT350

编辑点评:我要用肌肉撑爆衬衣。

在每年的沃德十佳发动机评选上,至少会有一款美式大排量V8自然吸气发动机上榜,这或多或少有些美国人对V8发动机根深蒂固的情节。但本着客观的眼光,现在的美式V8发动机早已脱离原有的笨重、高能耗的缺点,已经是变的轻便、高效,在涡轮增压横行的现在仍然不能被磨灭。福特5.2L V8自然吸气发动机获奖,自然有其独到之处。

福特5.2L V8自然吸气发动机参数

排量(ml)

5163

气缸排列形式

V型8缸

缸径×行程(mm)

94.0x93.0

压缩比

12:0:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

392/7500

最大扭矩(N·m/rpm)

581/4750

技术特点

PTWA等离子电弧工艺内壁喷涂技术、水平夹角曲轴

有关亮点

数据上更为突出

PTWA等离子电弧工艺内壁喷涂技术

福特公司在这台传统V8上面采用了单丝旋转电弧(官方称其为Plasma Transferred Wire Arc等离子电弧工艺内壁喷涂技术),利用单丝旋转电弧技术在铝制发动机气缸内壁制备耐磨涂层。利用热喷涂技术在铝制发动机气缸内壁制备耐磨涂层,从而取代铸铁衬套;使得发动机减重20%以上,降低发动机铸铝的废品率,减低发动机制造成本,减低气缸磨损,提供发动机效率。而福特将该PTWA技术与新的材料技术结合,应用于翻新旧引擎的工艺中。的缸体曲轴内壁涂碰,经过翻新后这些旧引擎气缸内壁焕然一新,可继续重复使用,大幅提高了行驶里程,减少了对环境造成污染的气体排放量。

水平夹角曲轴

发动机的机械振动存在两个概念:一次振动(first-order vibration)和二次震动(second-order vibration)

一次振动(first-order vibration)是指频率和曲轴转动速度相同的振动,避免这种振动的方法可以简单地理解为“有一个活塞上去就要有一个活塞下来。”

二次震动(second-order vibration) ,即频率相当于曲轴转动速度两倍的振动。

十字曲轴(上)和平面曲轴(下)最大的区别就是每两个曲拐之间的夹角是90度而不是180度。平面曲轴V8会和直4发动机一样产生二次震动问题,而两排汽缸相隔90度的间隔还会让周期为180度的震动叠加。而十字曲轴由于两组间隔180度的曲拐之间的差距是90度而不是180度,二次震动频率只是平面曲轴的一半,振幅也大为降低,由于每排汽缸都有两个活塞在以90度间隔达到上止点,导致无论如何排列点火顺序,每排汽缸都会有两个以90度间隔点火,导致严重的排气干涉。

平面曲轴V8由于向上和向下运行的活塞总是成对,所以并不会出现一次震动问题,而此款5.2L发动机福特首款采用平面曲轴设计的量产V8发动机,同样的技术此前只出现于赛车以及欧洲的超级跑车上。

2.0L自然吸气四缸发动机+50kW电动机(插电式混动)

搭载车型:现代索纳塔九插电式混动版

编辑点评:除了韩剧,我们混动系统也很知名!

现代的混合动力系统在国内可能不被多数人知道,去年现代的燃料电池动力系统获得2015年沃德十佳发动机大奖,今年新上市的索纳塔九插电混动车型又为现代拿到了一个沃德十佳的奖项。索纳塔九插电式混动车型的搭载了一台2.0L自然吸气直喷发动机,这也是我们熟悉的Nu系列发动机,现代在索纳塔这款B级车上使用的混合动力系统结构与沃蓝达、普锐斯走了完全不一样的技术路线。

现代索纳塔PHEV插电式混合动力系统

汽油机最大功率

114kW/6000rpm

汽油机最大扭矩

190Nm/5000rpm

压缩比

13.5:1

电动机最大功率

50kW/2330-3300rpm

电动机峰值扭矩

205Nm/0-1770rpm

混动最大输出功率

164kW/6000rpm

技术特点

D-CVVT可变正时气门

有关亮点

特殊的混动结构 充电时间合理

现代这套混动系统建立在传统发动机和变速箱基础之上,电动机集成于发动机和变速箱之间。在拥堵路况下,系统会优先使用电动机驱动车辆,以提高燃油经济性。9.8千瓦时的电池容量可支持车辆行驶43公里,使用标准充电桩充电可在2个半小时将电量充满。6AT变速箱是现代集团旗下现代摩比斯公司提供的,此前,长城还找他们买过一批应用在横置平台的6AT变速箱装配在哈弗H2上。

搭配更合理 压缩比/热效率更高

现代索纳塔九混动的出现向世人证明了,在新能源车方面,不是只有日本人才行。索塔纳九混动车型将于明年进入国内,外形与国内上市的车型保持一致。充电口位于左前翼子板边缘,并配有blue derive标识,同时在尾部还标有hybrid标识凸显出于普通版的不同。新车内部则延续了普通动力车型的设计风格。

日产3.5L自然吸气V6发动机

搭载车型:日产西玛Maxima(海外版)

编辑点评:这些年,拿奖拿的手都酸了。

日产这台VQ系列发动机是沃德十佳榜单的常客,从1994年到2008年,它共14次进入十佳名单,其实力可见一斑。本次获奖的发动机代号VQ35DE,这台被改进过的3.5L自然吸气发动机搭载在日常全新一代Maxima上,再次登上沃德十佳的颁奖台。

日产3.5L自然吸气发动机参数

排量(ml)

3498

气缸排列形式

V型6缸

缸径×行程(mm)

95.5x81.4

压缩比

10.6:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

223/6400

最大扭矩(N·m/rpm)

354/4400

技术特点

全铝合金缸体、可变气门正时、双顶置凸轮轴

关于亮点

可变气门正时

细节调整 零部件重新设计

新的VQ35DE发动机中61%的零部件都进行了重新设计,例如进气系统、配气机构、活塞、油底壳、三元催化器等都在原有基础上得到了改进,让拥有了更好的燃油经济性和运转平顺性,同时发动机噪音也进一步降低。

相比老款VQ35,新发动机进气管路进行了缩短、加粗提高进气效果;同时重新设计了油底壳,增加了油底壳刚度,从而减小了因油底壳共振引起的发动机噪音。

这台发动机在2002到2006年间,连续5年获得沃德十佳发动机大奖,强化的连杆、轻量化凸轮轴、平滑等长的进气歧管、侧边镀钼材质的轻量化活塞、高流量的节气门等,让这具发动机效能更佳。

1.8L自然吸气四缸发动机+53kW电动机(混动)

搭载车型:丰田新一代普锐斯

编辑评语:今年东京热度不大够,都被发动机热效率比下去了。

作为向纯电过度的一种方式,混动越来越被人们所重视。丰田在强混领域的优势日益扩大,向人们展示了未来汽车的驱动方式。在电动机上的努力并没有影响丰田在传统汽油机上的研究,得益于丰田对阿特金森循环技术的挖掘,这套动力上的1.8L发动机热效率达到了28%。EGR废弃再循环技术和水冷的加入令其在燃油经济性上得到了上佳表现。

丰田普锐斯混合动力参数
发动机型号2ZR-FXE
排量1797ml
进气形式自然吸气
发动机最大功率72kW/5200rpm
发动机最大扭矩142Nm/3600rpm
电动机最大功率53kW

关于亮点

参数有略微提升 结构做了调整

为了降低整车的重心,发动机在机舱内的高度降低了10cm。蓄电池也转移到了机舱内部,整车的配重显得更为合理。

热效率提高

可以看到,跟传统奥托循环相比,阿特金森循环的区别出现在压缩冲程阶段。通过推迟进气门关闭时间,在压缩冲程从进气门排出部分燃气,减少进气量,从而实现膨胀比大于压缩比,提高燃油利用率,达到节油的目的。

这一代1.8L发动机热效率提升达到28%,整个混动系统热效率达到了40%。偏重阿特金森循环的设定本身就符合一辆强混定位的混动车型,发动机无需像传统汽车一样,用大幅度的转速变化来满足不同工况的用车需要,在大多数时间里,它要做的只是维持最经济的转速以保持为电机供电,当然,低速行驶工况下且电能充足的时候,并不需要发动机有动力输出。

EGR废气再循环技术

针对汽油机,丰田将放改进重心放在了EGR(排气再循环)工作限值的优化上。根据丰田此前的研究,如果将EGR限值提高,增加冷却尾气的循环量,缸内气体的热容量便会增大,从而降低缸体内的温度。这样既有利于抑制爆震及N0x污染物的生成,又可使冷却损失比现行发动机减少大约8%,可谓一举多得。

所谓EGR限值,其实就是废气所占缸内气体总量百分比的上限,如果废气浓度过高,则会大幅减缓缸内气体的燃烧速度,引发混合气燃烧不充分,甚至是发动机缺缸。

2.0L涡轮增压+机械增压四缸发动机

搭载车型:沃尔沃XC90

编辑评语:除了安全性能,发动机也是拿得出手的。

对于一台中大型SUV搭载2.0T发动机,很多人表示质疑。但当同样搭载2.0T动力的X5和Q7发布后,人们也都接受了这个设定。相比后两者,沃尔沃XC90的发动机采用了双增压,很好的综合了涡轮发动机和自吸发动机的优点。此外,沃尔沃还将会在这台发动机的基础之上,推出混动版本。

沃尔沃Drive-E系列T6发动机参数参数

排量(ml)

1969

气缸排列形式

直列四缸

缸径×行程(mm)

82.0x93.2

压缩比

10.3:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

235/5700

最大扭矩(N·m/rpm)

400/2200-4500

技术特点

双增压、进排气门双VVT

关于亮点

涡轮增压+机械增压双增压

这台Drive-E系列的T6发动机最大功率235kW,峰值扭矩400Nm,在参数部分上,是强于对手的入门6缸发动机的。双增压搭配自动变速箱,能够如意地驾驭这么大一台SUV。

细节改善

对于这台发动机,沃德评委还是有些遗憾,对于高速区间的乏力使之前低速带来的赞誉降低。

斯巴鲁FA20 2.0DIT H4发动机

搭载车型:斯巴鲁WRX

编辑点评:水平对置与涡轮增压完美结合的产物。

新一代斯巴鲁WRX于2013年洛杉矶车展上首发亮相,在采用最新家族前脸的外观设计同时,其内部动力总成也进行了大换血。由一台2.0升水平对置涡轮增压四缸发动机替代了老款的2.5T发动机。令人惊叹的是,虽然排量有所减少,但最终的动力参数反而提升了28kW和30Nm,并且拥有更宽泛的峰值扭矩转速区间。而这台2.0T水平对置发动机也终于在一年后的2015沃德十佳发动机评选上赢得了评委们的青睐。

斯巴鲁FA20 2.0T水平对置发动机参数

排量(ml)

1998

气缸排列形式

水平对置4缸

缸径×行程(mm)

86.00×86.00

压缩比

10.6:1

缸盖/缸体材料

铝合金/铝合金

最大功率(kW/rpm)

200/5600

最大扭矩(N·m/rpm)

350/2000-5200

技术特点

涡轮增压、混合喷射、水平对置、TGV、AVCS

看到FA20的发动机型号和86mm×86mm(缸径×行程)的等长设计,您是否有些似曾相识的感觉?没错,这样的参数我们在丰田86以及斯巴鲁BRZ上已经看到过了。FA20系列发动机是丰田和斯巴鲁共同合作研发的产物,它结合了斯巴鲁Boxer发动机的水平对置技术和丰田首创的D-4S双喷油技术。而在缸体结构上,FA20放弃了老款EJ系列的小行程大缸径的偏重高转速的设计,而是采用了86mm×86mm缸径×行程的等长设计(这也是丰田86数字含义之一),这样做的好处是在保证动力性能的同时兼顾油耗及排放。

实际上,丰田/斯巴鲁的这台FA20系列发动机一经推出便曾获得了2013年沃德十佳发动机的殊荣。而它所搭载的丰田86和斯巴鲁BRZ在北美市场卖得也是相当火爆。然而,斯巴鲁并不满足于此,接下来的一年内,斯巴鲁在FA20的基础上衍生出性能更强劲的涡轮增压版本,也就是此次获得2015沃德十佳发动机大奖的这台2.0DIT发动机。当然,这台2.0T发动机可不是简单在水平对置的基础上加个涡轮就搞定的。它还应用了多项进气控制系统,如AVCS(主动气门控制系统)和TGV(可变进气控制系统)。

TGV(Tumble Generated Valve)可变进气控制系统

TGV(Tumble Generated Valve)可变进气控制系统,同样是根据发动机的不同工况,调节进气阀门的开闭状态。例如在怠速时,阀门关闭,空气只能通过一个很小的窄道进入气缸,减少了怠速时不必要的尾气排放。而在高速运转时,阀门完全打开,大量的空气涌入气缸,满足发动机高负荷下的动力需求。另外还由于进气歧管上宽下窄的设计,混合气在进入气缸时还会产生涡流,进一步提高燃烧效率。

克莱斯勒3.0T V6柴油发动机

搭载车型:道奇Ram 1500

编辑点评:可惜是柴油,国内来不了。

道奇Ram 1500 EcoDiesel是美国市场上唯一在售的轻型柴油皮卡。为此,道奇给Ram1500配备了3.0升涡轮增压的柴油机,并匹配一台8速TorqueFlite自动变速箱,这套动力系统同时也出现在2014款吉普大切诺基的配置中。

道奇3.0T柴油V6发动机参数

气缸布局

V型6缸

压缩比

16.5:1

最大功率(kW/rpm)

179/2000-4000

最大扭矩(N·m)

569

该款柴油引擎是由意大利的VM Motori公司设计,Ram1500装备的这款发动机和大切装备的完全一样,可以在3600rpm时爆发出179kW的最大功率,最大扭矩达到569Nm。这款引擎的扭矩比上世纪八十年代最初的重型皮卡装备的康明斯柴油机的扭矩还要大。

全文总结:

从此次获奖的十款发动机可以看出,一改去年涡轮增压霸占的局面,自然吸气又再悄然崛起,与日渐火热的混动系统开始三分天下。获得认可的原因或许是评委还是认可大排量的引擎呼啸;或许也是认为要给涡轮一定的压力和竞争才能更有创新。此外,三款获奖的混动系统正好是当今的几个大类,索纳塔九插电式混合动力,沃蓝达增程式混合动力以及普锐斯自身的油电混合动力,整个评选结果也更像是诸侯争霸的局面。而经“排放门”的大众也被此次评委抛弃,借用快播审判时所说“技术是无罪的”,希望大众将聪明用在研究上,而非是去钻空子。

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