沃尔沃,在比更小更小的涡轮增压引擎上押注未来

· Oct 21, 2014

沃尔沃生产那些安全但也无趣的车子已是名声在外。

不过,这家汽车制造商在它的旗舰 XC90 上,算是靠着酷炫的安全性和信息娱乐系统刷新了我们对它的印象,另外,它的高性能 Drive E 概念引擎简直堪称惊艳。这是个异常强大的四缸。虽然这款沃尔沃概念车取代的只是 2.0 版本,但它产生的可是 450 马力。这比福特野马 GT 5.0L 的 V8 版本还要多 15 个单位!这些瑞典佬是怎么做到了?他们在这上面加了 3 个涡轮增压器,3 个啊!

涡轮增压器是提高动力的非常行之有效的方法,同时着眼于节约燃料。简单地说,涡轮将更多的空气泵入发动机,燃烧也因此更充分。不过其不足之处就是在发动机低速运转时涡轮增压器达不到最佳工作状态,即所谓的涡轮迟滞——进气儿之后和感觉到推力之间存在瞬间的停顿。

Volvo Cars reveals 450 horsepower High Performance Drive-E Powertrain Concept

我们之前也见过很多双涡轮增压器了。沃尔沃的创新在于增加了第三个——注意是第三个!涡轮。但这第三个涡轮并非是为发动机,而是为另外两个涡轮提供动力的。它是电动的,也因此得名「电动增压器」,将空气送入两个常规涡轮以改善后两者的性能,到 3,300 RPM 以下,弥补扭矩曲线,消除讨厌的滞后问题。

此举充满智慧,但这也仅仅是个开始。沃尔沃还创造了一个 48 伏的电气系统(而非传统的 12 伏)来驱动电子涡轮。更强劲的电气系统能够改善电动助力转向系统和起停技术,不过这是需要 5 到 10 年才能全面引进的技术跨越,这也是为何这 3 个涡轮增压器仍然是一个诱人的概念。

前途光明,闪亮登场

无论如何,现在沃尔沃奉出的发动机让人印象深刻。这一切还要回到 2010 年,福特将沃尔沃汽车卖给了中国汽车集团吉利。福特承诺会继续为之提供发动机,但说到 2015 年沃尔沃必须拥有自己的发动机。沃尔沃工程师们用这五年的缓刑思考汽车动力传动系统的未来,思考他们能用这一沓子中国出的钱和一张白纸做点什么。

首先,沃尔沃研究了自己的客户究竟是怎样开车的。XC90 SUV 有一个强大的 V8 发动机,沃尔沃发现,它的司机们很少将发动机推到 4000RPM,而且即使濒临这一数值,也主要是用于像开上高速公路这样的强加速场景。由于 V8 引擎只有在最高转速时表现最佳,这样一来,沃尔沃的车主们很少能体会发动机的峰值扭矩或者最巅峰的马力。不过,他们倒是经验了一把巅峰油耗的滋味。「要是客户在非常沉重的动力下驾驶时,」沃尔沃动力总成副总裁 Michael Fleiss 说道,「他们从没尝到过发动机的甜头。正相反,它所有时间几乎都在空转,在发动机版图非常低效的区域运行。」

为了设计一款全新的汽车,能够提供客户期望并确实需要的性能,沃尔沃决定彻底放弃 V8 和 V6 发动机,而将重点放在四缸车型上,能够提供更好的燃油效率,符合大多数人的驾驶习惯。更小的引擎让沃尔沃的车主们真正尝到了燃油效率的甜头。

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2016 款 XC90 便是新一代沃尔沃的头一份。它使用的是 2.0 升四缸发动机,搭载了涡轮增压器。增压器能从怠速到 3500 转。此外,集成的离合器能够脱开增压器,以让涡轮增压器接管。

其结果是,发动机在低转速和高转速的情况下都能输出大功率,而不会有涡轮滞后的缺点。XC90 还配备了可选的插入式混动组件,能提供燃油效率和汽车性能,提供 400 的马力组合,其中的 320 马力来自小型汽油发动机。

XC90 上的发动机是新一代的第一个,在未来几年里会推出全品牌的阵容。工程师们设计了八台发动机——四台汽油,四台柴油——它们将共享同一个发动机缸体设计,和能自由拆卸的模块部件。省下来的钱就可以投资到其它方面,比如新款 XC90 里的巨型触摸屏。

采用涡轮增压器和电动马达有一个缺点:可移动部件越多,就越容易出错。不过 Fleiss 并不担心。「到时候会有更多的技术来应对这件事。」每个动力总成都必须通过统一测试,就和其它沃尔沃发动机系统经过的一样。目前的这一个还有待观察,不过沃尔沃生产强大动力系统也是出了名的。包括在 1966 P1800 里的那一个,去年它达到了 300 万英里的里程。

还有更多的好东西呢,Fleiss 说道。用在 F1 赛车上的技术,像高级涡轮增压能量回收系统,在未来的十年二十年里会来到我们身边。到那时候,我们就会对这种全新的超小型,超大功率发动机感到满意了。

编译自:Wired

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