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混动毫不沾边 盘点2013沃德十佳发动机【图】
1通用2.0L 涡轮增压发动机 DOHC L4 LTG
【太平洋汽车网 技术频道】在2012年底,美国权威汽车杂志《Ward’s Auto World》公布了2013年度十佳发动机的评选结果。作为世界知名度最高、最权威的汽车发动机评选,这次最新结果的发布受到了海外媒体的广泛关注。在这次的评选结果中,首次没有混合动力发动机、电动发动机及柴油发动机入围。在榜单中可见增压发动机过半数,占据了目前市场的主流,或许将来自然吸气发动机将慢慢退出这个舞台。入榜机型仅限于北美在售车型所搭载的发动机,有些搭载入榜发动机的车型在国内也有销售。下面让我们来稍微了解一下这十款发动机吧。
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2013沃德十佳发动机
获奖发动机搭载车型
通用2.0L 涡轮增压发动机 DOHC L4 LTG凯迪拉克XTS
斯巴鲁2.0L(自然吸气) FA水平对置发动机 DOHC L42013款斯巴鲁BRZ
奥迪3.0L TFSI 机械增压发动机 DOHC V6奥迪S5 Coupe(国内在售车型为奥迪S5Q7A8L等)
宝马3.0L N55 涡轮增压发动机 DOHC L6宝马135is(国内在售车型为宝马335i/335Li 535Li等车型)
宝马2.0L N20 涡轮增压发动机 DOHC L4宝马328i(国内在售车型为宝马320i/320Li 328i/328Li等车型)
克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6道奇RAM 1500
福特2.0L EcoBoost涡轮增压发动机 DOHC L4福特福克斯ST/Taurus(国内在售车型为蒙迪欧-致胜锐界等车型)
福特5.8L 机械增压发动机 DOHC V82013款福特Shelby GT500
本田2.4L(自然吸气) DOHC L4 (K24W3)2013款本田雅阁运动版
本田3.5L(自然吸气) DOHC V6(J35Y1)2013款本田雅阁V6车型
● 通用2.0L涡轮增压发动机 DOHC L4 LTG
【通用2.0L 涡轮增压发动机 DOHC L4 LTG】
通用2.0L 涡轮增压发动机 DOHC L4 LTG 主要参数
排量1998ml
气缸排列形式直列4缸
缸径×行程86×86mm
压缩比9.5:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率276PS(203kW)/5500rpm
最大扭矩353N·m/1700-5500rpm
特有技术双涡管涡轮增压、缸内直喷、DVVT、活塞喷雾冷却、两级可变排量机油泵等
主要搭载车型:凯迪拉克XTS
凯迪拉克XTS
从特有技术上看,双涡管涡轮增压技术、缸内直喷技术、DVVT、活塞喷雾冷却技术、两级可变排量机油泵技术等在这款发动机上均有采用。是2013沃德十佳发动机上采用最多的一款发动机。
一般四缸发动机的点火顺序为1-3-4-2。为了将相邻点火的气缸排出的废气分开,将双涡管设计成1、4缸的排气歧管为一路,2、3缸排气歧管为一路。这样就能减少相邻点火气缸的排气干涉。废气的能量很好地被用来推动涡轮。更小截面积的管路设计也提高了废气的流速,使涡轮在发动机低转速下就能很好地响应,减小了涡轮迟滞的现象。
【双涡管单涡轮增压器】
值得一提的是这款通用2.0L涡轮增压发动机采用了活塞喷雾冷却技术。活塞喷雾冷却技术在大功率柴油发动机上比较常见。当活塞运行下止点附近时,喷嘴会向活塞内侧喷射机油,冷却活塞。
【活塞喷雾冷却技术】
另外这款发动机还采用了两级可变排量机油泵技术,其实就是在发动机的润滑系统中装载一个两级变流量机油泵,这个机油泵可以根据发动机的不同工况提供不同的机油压力,从而达到减少不必要的动力消耗的目的。
2斯巴鲁2.0L(自然吸气) FA水平对置发动机 DOHC L4
斯巴鲁2.0L(自然吸气) FA水平对置发动机 DOHC L4
斯巴鲁2.0L(自然吸气) FA水平对置发动机 DOHC L4】
斯巴鲁2.0L(自然吸气) FA水平对置发动机 DOHC L4 主要参数
排量1998ml
气缸排列形式水平对置4缸
缸径×行程86×86mm
压缩比12.5:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率202PS(148kW)/7000rpm
最大扭矩205N·m/6400rpm
特有技术混合喷射
主要搭载车型:2013款斯巴鲁BRZ
【2013款斯巴鲁BRZ】
斯巴鲁BRZ匹配的是6速手动或6速手自一体变速器丰田86也同样搭载了此款发动机。
这款水平对置发动机,对于车身重心的降低非常有利,特别适合讲求高性能的运动汽车。值得一提的是,此款发动机还采用了混合喷射技术,所谓的混合喷射就是一个气缸采用两个喷油嘴,一个喷油嘴直接插入气缸,另一个喷油嘴则安装在传统的进气道内,这就保证了发动机在低负荷时有良好的燃油经济性,在高负荷时有出色的动力性。此外,此款发动的缸径行程比竟然为1,这种设计这是为了让发动机实现更高的效率,兼顾了性能、油耗以及排放。
3奥迪3.0L TFSI 机械增压发动机 DOHC V6
奥迪3.0L TFSI机械增压发动机 DOHC V6
【3.0TFSI 机械增压发动机 DOHC V6】
奥迪3.0L TFSI 机械增压发动机 DOHC V6主要参数
排量2995ml
气缸排列形式V型6缸
缸径×行程84.5×89mm
压缩比10.3:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率333PS(245kW)/5500-6500rpm
最大扭矩440N·m/2900-5300rpm
特有技术缸内直喷、机械增压
主要搭载车型:奥迪S5Coupe(国内在售车型为奥迪S5、Q7、A8L等)
【奥迪S5 Coupe】
缸内直喷一直都是大众乃至奥迪的拿手好戏。这款发动机除了采用缸内直喷技术外还采用了机械增压技术。所不同的是这款发动机装载的是罗茨式机械增压器。两个四叶转子能以每分钟23,000转的速度为发动机提供压缩空气。
【罗茨式机械增压器】
对于发动机增压器,机械增压在响应速度上比涡轮增压更有优势。一般来说,充进气缸的空气量越大,可参与燃烧的燃油也越多,提供的动力也越强劲。在这台发动机中增压器与气缸之间是用一段比较短的气管连接,这样压缩空气的压力降也较小,油门响应速度也会加快。此外长行程能够实现动力的低转速高扭矩输出,也有利于延长发动机寿命。搭载此款发动机的奥迪S5 Coupe只需4.9秒就能完成0-100km/h的加速。在过去的四年中,此款发动机均获得“十佳发动机”称号这可以看出奥迪3.0TFSI的实力不可小觑。
4宝马3.0L N55 涡轮增压发动机 DOHC L6
宝马3.0L N55涡轮增压发动机 DOHC L6
【宝马3.0L N55 涡轮增压发动机 DOHC】
宝马3.0L N55 涡轮增压发动机 DOHC L6 主要参数
排量2979ml
气缸排列形式直列6缸
缸径×行程84×89.6mm
压缩比10.2:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率324PS(238kW)/5800rpm
最大扭矩429N·m/1300-5000rpm
特有技术双涡管单涡轮、电子气门、Double VANOS
主要搭载车型:宝马135is(国内在售车型为宝马335i/335Li 535Li等车型)
【宝马135is】
N55发动机是宝马在2010年推出的,并且在当年该发动机就被入选了沃德十佳发动机,算上今年,N55发动机已经是连续三年获得“沃德十佳发动机”称号了。这款发动机集双涡管单涡轮、电子气门、Double VANOS等多种技术与一身。在发动机5800rpm时输出最大功率324PS(238kW),1300-5000rpm时输出最大扭矩429N·m,可见最大扭矩的输出区间也比较大。
N55发动机是一台直列六缸发动机,它采用的双涡管单涡轮如下图所示,双涡管可以清楚的看到。
【双涡管单涡轮】
双涡管单涡轮增压器设计有两个排气口,中间的涡轮格把排气口分成两个部分。
双涡管单涡轮增压器与普通单涡管增压器的区别如图所示。
【双涡管单涡轮增压器与普通增压器的比较】
我们都知道,六缸发动机的点火顺序一般为1-5-3-6-2-4缸,单涡管单涡轮增压器的排气岐管让所有气缸排气管连在一起,汇合之后推动涡轮。虽说这种设计比较简单,成本低廉,但是这种设计在单个气缸工作时,产生气体的脉冲谐振,影响其他缸体的排气效率,使下一个将要工作的气缸回压增大。而双涡管单涡轮增压器完全摆脱了过大回压带来的进气下降问题。如下图所示,1缸2缸3缸排气通过一个涡管排气,4缸5缸6缸则通过另一个涡管排气,两组排气互不相干。
当1缸完成做功循环后,接下来是5缸做功,由于1缸和5缸的排气管不相连,所以互相之间没有干涉影响。5缸做功完毕之后是3缸做功,这里还是互相不干扰,3缸再之后是6缸,6缸再之后是2缸,2缸再之后是4缸,4缸再之后是1缸,反复循环,每次做功和进气都不受影响,达到最大的进气量。新君威2.0T L4也采用了双涡管单涡轮技术。最大功率达到220PS最大扭矩达到350N·m。双涡管技术让新君威拥有同级别单涡管2.0T 轻易达不到的350N·m扭矩。相信今后会有越来越多的涡轮车装配双涡管单涡轮来提高效率的。
5宝马2.0L N20 涡轮增压发动机 DOHC L4
宝马2.0L N20涡轮增压发动机 DOHC L4
【宝马2.0L N20 涡轮增压发动机 DOHC L4】
宝马2.0L N20 涡轮增压发动机 DOHC L4 主要参数
排量1997ml
气缸排列形式直列4缸
缸径×行程84×90.1mm
压缩比10:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率243PS(178kW)/5000-6000rpm
最大扭矩345N·m/1250-4800rpm
特有技术双涡管单涡轮、电子气门、Double VANOS
主要搭载车型:宝马328i(国内在售车型为宝马320i/320Li 328i/328Li等车型)
【宝马328i】
此次获奖的N20发动机为高功率版本,N20发动机还有一个低功率版本(184PS,270N·m)。N20发动机与N55发动机一样采用了双涡管单涡轮、缸内直喷和Valvetronic电子气门技术。换句话说,就是N55的6缸变为N20的4缸发动机,它们两者之间有很多配件可以通用。宝马的这种设计理念可以大大降低了新发动机的研发成本。当然这并不是说没有创新,N20发动机也有一些创新性的技术,比如气缸表面的电弧丝喷涂工艺,该工艺喷涂后所形成的微孔表面可以减小活塞运行时的摩擦。
N20发动机还首次应用了曲轴偏置技术,所谓的曲轴偏置是指曲轴的轴线向气缸中心面的一侧偏置,曲轴偏置的设计可以在做功行程时,让连杆更接近于垂直状态,这样可以更多地将燃烧产生的压力作用于曲轴,同时也减小了活塞在气缸壁上的压紧力和摩擦,从而提高活塞运动时的效率。
由于四缸发动机的做功间隔相比六缸发动机大,所以四缸发动机在运转平顺性方面较差。为了改善四缸发动运转平顺性,N20发动机采用了双平衡轴技术。在发动机曲轴的下方,是一个叠加布置的双平衡轴机构,它由曲轴通过链条进行驱动可以最大程度地提升发动机运转的平顺性。
【N20发动机上的双平衡轴】
此外,N20发动机还采用了如可变排量机油泵、电动水泵等技术。
【可变排量油泵】
6克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6
克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6
克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6】
克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6 主要参数
排量3604ml
气缸排列形式V型6缸
缸径×行程96×83mm
压缩比10.2:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率283PS(210kW)/6350rpm
最大扭矩353N·m/4400rpm
特有技术双可变气门正时系统
主要搭载车型:道奇RAM 1500
道奇RAM 1500】
克莱斯勒的这台名为Pentastar的3.6L自然吸气式V6发动机来头不小,凝聚着克莱斯勒集团的心血。从2010年起已经是第4年荣获沃德十佳发动机的称号了。道奇Ram1500皮卡正是搭载此款发动机的车型,而这台发动机也正是2013款道奇Ram1500唯一指定的发动机。它凭着强劲的动力性以及良好的燃油经济性,顺应节能环保时代发展潮流,老款的V6发动机已被它代替。在动力方面,发动机6350rpm输出最大功率为286PS(210kW),在4400rpm时输出峰值扭矩353N·m。从数据上来看,3.6L排量的自然进气发动机和那些增压发动机比起来,确实显得不够令人震撼,在沃德十佳发动机的名单里并不能算多么突出。
【克莱斯勒3.6L(自然吸气)Pentastar DOHC V6示功图】
但是从发动机示功图中可以看出,这款发动机的动力输出还是比较平顺,在1800-6350转速区间内都可以输出90%以上的扭矩。或许这就是此款发动机获得“沃德十佳发动机”称号的撒手锏。
7福特2.0L EcoBoost涡轮增压发动机 DOHC L4
福特2.0LEcoBoost涡轮增压发动机 DOHC L4
【福特2.0LEcoBoost涡轮增压发动机 DOHC L4】
福特2.0L EcoBoost涡轮增压发动机 DOHC L4 主要参数
排量1999ml
气缸排列形式直列4缸
缸径×行程87.3×83mm
压缩比9.3:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率255PS(187kW)/5500rpm
最大扭矩366N·m/2500rpm
特有技术涡轮增压、缸内直喷
主要搭载车型:福特福克斯ST/Taurus(国内在售车型为蒙迪欧-致胜锐界等车型)
【福特福克斯ST】
【福特Taurus】
福特的EcoBoost 2.0T发动机已经两年登榜。涡轮增压、缸内直喷已经是现代汽车发展的主流,小排量带增压机种已经渐渐普及。福特的EcoBoost 2.0T发动机也是通过小排量带涡轮增压的技术手段来提升发动机的效率。众所周知,普通的涡轮增压器在发动机转速较低的时候,涡轮增压器是无法工作的,因为此时发动机产生的排气能量不足以推动排气涡轮转动,这也就产生了涡轮迟滞现象。福特的EcoBoost 2.0T发动机采用的涡轮增压技术是使用了低惯量转子,这使得涡轮叶片很容易就被废气驱动,在发动机低转速稀少的废气排出都能很有效的驱动涡轮转动。在传统涡轮增压发动机上的涡轮“迟滞效应”得到了有效的改善。
8福特5.8L 机械增压发动机 DOHC V8
福特5.8L机械增压发动机 DOHC V8
【福特5.8L 机械增压发动机 DOHC V8】
福特5.8L 机械增压发动机 DOHC V8 主要参数
排量5817ml
气缸排列形式V型8缸
缸径×行程93.4×105.7mm
压缩比9:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率659PS(485kW)/6250rpm
最大扭矩813N·m/4000rpm
特有技术机械增压
主要搭载车型:2013款福特Shelby GT500
【2013款福特Shelby GT500】
福特这款5.8L V8机械增压发动机是本次沃德十佳发动机中排量最大、功率最大以及扭矩最大的一台发动机。在强大动力的背后,此款发动机仅采用了机械增压技术。所谓机械增压就是增压器压缩机的驱动力来自发动机曲轴。一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,以曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。机械增压与涡轮增压在动力输出上有着明显的区别,机械增压有接近自然进气的线性输出,所输出的动力比较平顺,因为机械增压的作动原理,使其在低转速下便可获得增压。增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例,即机械增压引擎的动力输出随着转速的提高,也随之增强。因此机械增压引擎的出力表现与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。此款发动机在6250rpm输出最大功率为659PS(485kW),在4000rpm时输出峰值扭矩为813N·m。
【10米级别城市公交车】
从扭矩数值上看,此款发动机足以驱动一台10米级别的城市公交车正常运行。这款发动如此强大的动力输出会给发动机带来高温,该发动机采用了更大流量的水泵、冷却风扇和中冷器为其高效率提供保证。
9本田2.4L(自然吸气) DOHC L4 (K24W3)
本田2.4L(自然吸气) DOHC L4 (K24W3)
【本田2.4L(自然吸气) DOHC L4 (K24W3)】
本田2.4L(自然吸气) DOHC L4 (K24W3) 主要参数
排量2356ml
气缸排列形式直列4缸
缸径×行程87×99.1mm
压缩比11.1:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率192PS(141kW)/6400rpm
最大扭矩247N·m/3900rpm
特有技术缸内直喷、DOHC、i-VTEC(可变气门升程+可变气门正时)
主要搭载车型:2013款本田雅阁运动版
【2013款本田雅阁运动版】
本田在连续三届缺席沃德十佳榜单的情况下,在2013年度的十佳发动机榜单中,本田竟以占据两席的成绩凯旋。这款本田2.4自然吸气发动机最大的亮点就是采用缸内直喷技术,这是本田在北美市场第一款采用缸内直喷技术的汽油发动机。
【缸内直喷技术】
K24W3依然沿用了K24系列发动机DOHC i-VTEC技术(DOHC指双顶置凸轮轴),集合了连续可变气门正时技术(VTC)与可变气门升程技术(VTEC)。雅阁运动版上的K24W3是K24W发动机中功率最高的版本,拥有192PS(141kW)的最大功率和247N·m的最大扭矩。从市场的反馈来看,此款发动机虽没有采用增压技术,但是它的动力性和经济性水平都表现不俗。
10本田3.5L(自然吸气) DOHC V6(J35Y1)
● 3.5L(自然吸气) DOHC V6(J35Y1)
本田3.5L(自然吸气) DOHC V6(J35Y1)】
本田3.5L(自然吸气) DOHC V6(J35Y1) 主要参数
排量3471ml
气缸排列形式V型6缸
缸径×行程89×93mm
压缩比10.5:1
缸盖/缸体材料铝合金/铝合金
最大功率282PS(207kW)/6200rpm
最大扭矩342N·m/4900rpm
特有技术i-VTEC可变气门升程、VCM可变气缸管理技术
主要搭载车型:2013款本田雅阁V6车型
【2013款本田雅阁V6车型】
此次登榜的J35发动机是其最新型号J35Y,相比前面那台K24W,同属“EARTH DREAMS”系列的J35Y发动机就没有那么多明显的改变了,3.5L排量少了增压技术自然就没有令人震撼的动力参数,也没有缸内直喷技术,一如既往的沿用原来那个顶置凸轮轴的结构。
J35Y型发动机在技术方面比较独特的就是它的可变气缸管理技术VCM(Variable Cylinder Management),所谓的VCM就是能够在3缸、4缸和全6缸三种工作模式间自动切换。但是本田在新的J35Y上对VCM的模式做了精简和优化,只留下了“3缸”和“6缸”模式,在车辆起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的工况下,全部6个气缸投入工作;在发动机低负荷工况下,系统仅运转一个气缸组,即3个气缸;从而大大降低了燃油消耗。这款3.5L V6还是迄今为止动力最强劲的本田发动机,其油耗还比上代雅阁3.0车型降低了7%。
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