「庖丁解牛」沃尔沃 Drive-E 到底厉害在哪里

· Mar 03, 2014

沃尔沃的人说,全新的 Drive-E 动力总成,在降低排量与能耗的同时,能够达到 V6 甚至 V8 发动机的性能表现。没有实践过,我们不敢妄下结论。但从官方公布的账面数据来看,Drive-E 还是很有「两下子」。至少从一台 2.0L 的 4 缸机中挤出 300 多 PS 的功率,还是值得一探究竟的。虽然沃尔沃不是第一个做到的,但从我自身的试驾感受来讲,在高功率的同时保持住了平顺性,冲这一点也得点个赞。

我们先从模块化说起,这是 Drive-E 的核心精神之一。其实在沃尔沃研发发动机的历史中,模块化并不是一个陌生的词汇,但 Drive-E 把模块化提升到了一个新的层次。因为沃尔沃彻底抛弃了经典的 L5、L6,全面转向了 4 缸机。这样一来,沃尔沃所有车型的发动机都可以共用一个缸体了,做到了实质上的模块化。

在 Drive-E 中,这个缸体结构被称作 VEA(Volvo Engine Architecture)。依托这一架构,4 缸缸体能够衍生出 8 款发动机型,分别是 T3、T4、T5、T6 四款汽油机,D2、D3、D4、D5 四款柴油机。而目前已经面世的,只有 T5、T6,以及 D4 三款机型。在命名方式上,Drive-E 延续了沃尔沃的传统,但全部都是 4 缸机型了。

使用通用的缸体结构,也就意味着相同的缸间距、缸径以及冲程,仅有不同只是主轴承直径的大小。所以,Drive-E 的全系发动机,都可以在一条生产线上完成组装。 而目前,T5、T6 以及 D4 均是在瑞典 Skövde 工厂制造的。

排量被限制为 2.0L,缸体结构被限制为 4 缸,这样一来如何区分高、低功率呢?方法,自然就是通过模块化增压实现不同的功率等级。 简单来说,Drive-E 的增压包含三种组合:单涡轮增压、双涡轮增压,以及涡轮增压与机械增压混合。所以,通过不同的增压类型,沃尔沃将发动机区分为了两个集群:高、中功率版,以及低性能版。

以 T5 来讲,该机型装备的是一套与排气歧管集成的一体式冲压钢外壳涡轮增压器,是最常见的增压类型。T5 的最大输出功率为 245PS,与目前市面上的其他厂商的机型相比并无二致。按照不同的调教,T3、T4 的功率分别降至 150PS 与 190PS。而在此基础上加装机械增压的 T6,最大功率可达到 306PS。所以,T6 才是 Drive-E 的代表机型。要回答本文开头提出的问题,就是在研究 T6 的原理。

要做到这一点其实并不是难事,主要从两个方面入手:一是降低本体摩擦,减少能量损耗;二是提升增压效率,提高功率。为此,沃尔沃重新设计了轻量化的发动机架构,提升了功率重量比;同时采用了低摩擦力的曲柄系统,降低了轴颈尺寸、活塞销直径;最后,升级版的缸盖与气门系统、机油与热管理系统也进一步降低了本体摩擦,提升了升功率。

在动力输出的平顺性上,沃尔沃的解决办法是同时装备机械增压器与涡轮增压器,分别应对不同的工况,实现无缝衔接。在发动机刚启动时,机械增压器会发挥低转速无延迟响应的特性,而当转速升至 3500 转左右时,涡轮增压达到工作状态,就会介入增压工作,此时机械增压器停止。这样解决的问题就是涡轮增压的迟滞问题。再借助直喷系统,4 缸 T6 发动机在全转速范围内的扭矩均超越了上一代的直列 5 缸发动机。

至于能达到 V8 发动机的性能,这当然不是一台 4 缸机目前能达到的。沃尔沃这样说的前提,是 Drive-E 的混合动力版。VEA 在设计之初,就已经为电动机预留了传动接口。所以加上来自电动机的功率,Drive-E 整体的性能表现能接近 V8 还是极有可能的。

还值得一说的是柴油发动机的 i-ART 技术,即智能精确调整系统。其原理是在每一次燃油喷射时,传感器会记录一个压力数值,以及喷油时间与喷射油量。发动机 ECU 从油压数据中计算出实际的柴油喷射量并进行精确的控制。此外,i-ART 还首次应用了最大 2500 bar 的喷射压力系统,以及闭环油量控制系统。缸内压力被提升至 190 bar,压缩比降至 15.8。

最后, 配合爱信 8AT 变速箱,Drive-E 的传动比覆盖范围增加了 23%,进一步优化了燃油消耗与传动效率。 最主要是换挡平顺性上相较上一代的 6AT 以及 6 速双离合有了更好的体验。但是,由于 Drive-E 是低转速发动机,最大扭矩在 1500 转时就会发挥出来,因此密齿比的 8AT 变速箱在加速升挡时实际上会浪费一些油耗,但考虑到换挡的平顺性,只能牺牲那 1-2000 转转速了。

总体来说,Drive-E 的核心价值,其实是体现在了模块化上。模块化的缸体结构降低了制造成本,模块化的增压系统实现了功率的分层与动力的平顺性,模块化的尾气处理降低了污染水平,并分别满足不同地区的排放标准。

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