不出10年,這些牛X發動機再不買就真沒了

象徵豪華品牌旗艦身份的V12發動機,如今相繼宣佈停產。除了極少數性能車還在使用V8外,絕大部分的豪華轎車已經開始學會與4缸做朋友。

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小排量雖然是一種趨勢,但短期內6缸發動機仍然是最好的過渡產品。為了儘量滿足排放並降低油耗,BBA相繼開發了新的6缸發動機,然而這個過渡期並不像大家想的那樣,換個小排量就完事了。

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一輪又一輪的新排放標準,最終會使內燃機無力招架,因此混合動力就成了救命稻草。不過另一個問題也來了,混合動力系統勢必會增加整車成本,所以降低成本成為了BBA開發新引擎的目的之一。

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圍繞著3.0L排量發動機,BBA開啟了各自的6缸之路。這三個品牌各自的6缸發動機設計思路各不相同,但動力都更好而且更省油,同樣也更環保。

奔馳 M256

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很多年前奔馳就放棄了直列6缸改用V6發動機,為什麼如今要重新回到直列6缸行列?這一切還要從成本說起,V6發動機是將氣缸分為兩組,並以相應的夾角佈置。V型發動機長度短而且重心較低,但是它也有缺點。

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將氣缸分為兩組後,每組氣缸都要單獨佈置一對凸輪軸、正時齒輪以及正時鏈條,零部件數量增多而且裝配工序更復雜。從成本角度看,直列6缸顯然更佔優勢,同樣是直列結構,去掉兩個氣缸後又可以打造一臺4缸發動機,因此奔馳重拾直列6缸發動機也就沒什麼爭議了。

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BBA的6缸發動機之中,奔馳的M256電氣化程度最高。電動空調壓縮機以及電動水泵的應用,使發動機直接取消了前部的驅動皮帶,發動機的長度因此縮短。電動的水泵可以根據發動機負荷,合理控制發動機冷卻液流量,而電動壓縮機則能夠在發動機熄火狀態下提供製冷。

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之所以說M256電氣化程度很高,是因為它率先在6缸發動機上採用了電動渦輪增壓器。由於電動渦輪增壓器響應速度很快,只需0.3秒即可建立工作壓力,因此能彌補大號廢氣渦輪的渦輪遲滯。

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電動渦輪增壓器並聯在進氣總管上,在雙流道廢氣渦輪建立增壓壓力前,電動渦輪增壓器迅速彌補增增壓壓力不足,提高動力響應。電動渦輪增壓器只在廢氣渦輪達到增壓壓力前工作,所以並不需要高負荷運轉。

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同樣是採用48V電氣系統,奔馳與奧迪在電機佈置上並不一樣,奔馳的M256採用的是ISG電機,也就是電機與曲軸相連佈置在發動機與變速箱之間。ISG電機功率更大,當然成本也更高,它即可充當啟動機又能當擔發電機的重任。

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當車輛減速或者滑行時,發動機直接熄火變速箱離合器斷開空擋滑行,當駕駛員需要再次加速時,大功率的ISG電機又能快速啟動發動機。業界把ISG與發動機結合的技術稱為輕度混合動力(MHEV),配備M256發動機的車也就不屬於純燃油了,而是新能源。禁售燃油車?不存在的!

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最後聊聊這款發動機的動力,最大功率300千瓦,最大扭矩500牛·米,升功率100千瓦已經屬於優秀行列。相比老的M276 V6發動機,新的M256 L6發動機是典型的長行程設計。

寶馬 B58TU

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寶馬贏得了34次沃德十佳發動機獎項,其中28個是直列6缸,關於寶馬直列6缸的歷史就不過多累述了。

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4年前寶馬推出了全新的B58發動機以替代N55,去年寶馬又對B58進行了小幅升級,沒過多久搭載新款B58TU的寶馬X5又成為了沃德十佳。同樣都是直列6缸,寶馬與奔馳有什麼不同?

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由於推出的時間比較早,在電氣化這方面B58是不如M256的,不過在模塊化以及效率方面,B58仍然有優勢。首先B58的壓縮比高達11.0:1,在渦輪增壓引擎中這算比較高的,高壓縮比意味著高效率,但是對增壓發動機來說高壓縮比容易引起爆震。B58發動機能用11.0:1的壓縮比,說明它的燃燒控制以及熱管理做的非常好。

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模塊化設計的特點是減少了發動機零部件數量,以B58TU為例,它取消了氣缸套,排氣歧管與渦輪採用了一體化設計。另外B58TU也採用了汽缸蓋集成排氣歧管的設計,這種方案對發動機的油耗以及排放有一定幫助。

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B58TU除了給渦輪單獨配備了一個電動水泵外,其餘大多數的部件仍然是機械式,因此發動機前部還是有驅動皮帶。機械式的好處當然是可靠,不過後期進行電氣化升級也沒有什麼難度。

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無論寶馬是奔馳,新發動機都拋棄了方形或者短行程設計,全部改用長行程設計,這種做法不是為了提高動力而是效率,至於長行程如何提高效率,這裡就不詳細解了。

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從賬面數據看,B58TU的動力略微遜色M256,這不能說寶馬的直6不如奔馳,只是兩者思路不一樣,B58TU的峰值扭矩輸出區間是1500-5200rpm,完全覆蓋日常所需,能夠提供寬廣動力輸出的同時,B58TU還有足夠高的效率。

奧迪 EA839

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BBA中,除了奧迪已經沒有廠商再打算用V6,這一樣以來奧迪就顯得很孤立了!說起奧迪的V6發動機,說實話名氣不如前兩者高,但它的亮點並不少。奧迪如今主力機型EA 839,它是奧迪與保時捷聯合打造的,不過EA839有兩個版本,一個是3.0T V6另一個是2.9T V6。

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2.9T V6主要用在保時捷和奧迪RS上,它是3.0T的縮缸版,也可以說是高性能版。3.0T V6很多技術都來自奧迪的4.0T V8,也就是RS7用的那臺發動機。經過這麼一番介紹,是不是瞬間對EA 839有了新的認識?

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EA839的設計理念又有所不同了,它使用了目前比較流行的雙循環技術,也就是奧托循環+米勒循環,奧迪或者大眾將米勒循環稱為B循環,B是大眾集團一位工程師的姓氏。國內的EA888 Gen3B 後面字母B也就是米勒循環。

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EA839的B循環原理又與其它廠商的類似技術不同,它並不是利用進氣門延遲關閉,而是氣門提前關閉。曲軸大概在130度時,進氣門就已經關閉,因此氣缸實際的進氣量減少,人為的縮小了排量。進氣量減少,壓縮行程實際壓縮的混合氣體也跟著減少。換一個角度理解,壓縮行程變短了,但是做功行程還是沒變。膨脹比大於壓縮比,這就是米勒循環的特點。

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又因為壓縮行程相比傳統發動機來得晚,所以可以適當提高壓縮比。EA 839的壓縮比為11.2:1,對於一臺3.0T發動機來說已經算很高了。B循環也有缺點,例如進氣量的減少會導致動力下降,所以又得通過其它方法彌補。

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EA 839只配備了一個渦輪增壓器,不過它也是雙流道設計,大致原理和大家熟知的單渦輪雙渦管差不多。不過EA 839的渦輪佈置在V型發動機90度夾角中間,這樣大大縮短了排氣總管與渦輪的距離,提高了動力響應。

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EA839的四個凸輪軸都可以調節氣門正時,另外進氣凸輪軸還採用了AVS技術,既氣門升程調節,這個AVS技術也用在國產的EA888 Gen3B上。通過縮短排氣管與渦輪的距離,並調節氣門正時和升程,奧迪3.0T雙循環發動機也有不俗的動力表現。

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EA839也採用了汽缸蓋集成排氣歧管設計,相比奔馳寶馬的6缸發動機,EA839由於渦輪佈置位置獨特,因此熱管理方面複雜一些。

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搭載EA839的奧迪A8和A6也採用48V技術(輕度混合動力),不過奧迪用的是BSG電機,它通過皮帶與發動機曲軸連接。奔馳M256的ISG電機與奧迪EA839的BSG電機,作用都是相同的,但BSG電機的動率略小,成本也低一些。

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EA839的賬面數據也相當不錯,雖然奧迪用的是V6,但它也是模塊化結構。調校上這臺發動機似乎在模擬之前奧迪3.0T機械增壓的特性,峰值扭矩輸出區間從1370rpm一直延續到4500rpm。響應快效率高或許就是EA839的設計理念,這種理念也應用到了2.0T發動機上。

總結

BBA的6缸發動機各有不同,電氣化程度最高的是奔馳M256,其次是奧迪EA839,寶馬的B58TU則倚重機械部件。動力方面奔馳M256賬面數據最好看,而寶馬B58TU則動力輸出非常寬廣,奧迪EA839在機械以及電氣化方面做的比較均衡,且這些技術都是經過沉澱的。

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