xfl 发表于 2007-06-17
众所周知,汽车的动力来自将热能转变成机械能的发动机,因此发动机也被称为热机。内燃机是热机的一种,其特点是液体或者气体燃料与空气在机器内部反应而产生热能,然后再转化成机械能。目前世界上绝大部分汽车用发动机均属于往复式活塞内燃机,这类发动机具有体积相对小、热效率高、启动性能良好的特点。
  一个世纪以来,从石油中提炼出来的汽油和柴油是汽车发动机主要的燃料,最近几年,一些汽车企业已经开始研发在未来取代传统化石燃料汽车新型燃料车辆,但就目前,燃油发动机车型还是主流产品。所以,开发先进的内燃机技术对于增强汽车企业的竞争力和改善环境仍然具有重要的经济和社会意义。
  燃油发动机技术的先进性主要体现在几个方面,排量、单位功率、单位扭矩、高扭矩的出现范围、最高转速、运转平顺性、燃油经济性、排放、噪音、体积和重量。对应着这些永远有提高可能性的参数,发动机不断地被各种更出色的材料、组件和技术完善着:从涡轮增压、汽缸内燃油直接喷射、电子节气门、对旋平衡轴到可变进气岐管、可变气门正时系统、智能排量控制、全铝质汽缸部件以及灵活燃料技术。
  美国权威汽车杂志《Ward's Auto World》评出了2007年度十佳发动机,它们基本代表了当今量产燃油发动机制造业的最高水平,也点明了未来一段时间内此方面技术的发展趋势。所有参选的发动机都必须已经装备在美国市场上销售的,售价低于5万美元的量产车(价格允许有5%的浮动,即不超过52500美元)。另外,此排名不分先后。



图为奥迪2升涡轮增压TFSI直4引擎

 1,奥迪2升涡轮增压TFSI直4

  有人批评奥迪的新两厢掀背式车型A3价格太高,显然,他们不是动力装置的爱好者。否则他们就会知道一台直列4缸涡轮增压FSI发动机的技术含量。它被称为世界上第一个将涡轮增压和汽油直喷技术结合在一起的发动机。汽油直喷是动力装置领域出现的同时提高单位功率、扭矩和燃油经济性的革新技术。此发动机利用一个可变长度的进气歧管和一个出色的BorgWarner涡轮增压系统,配合FSI几乎可以克服涡轮增压器的滞后现象。通过这款2升的发动机,奥迪与其母公司— 大众公司在动力技术领域处于领先地位。

  FSI是奥迪汽油发动机技术发展的关键,越来越多的奥迪产品系列都开始采用这项技术。它唯一的技术缺陷是在冷启动后的怠速和低转速时有短暂的不平稳运行。


宝马3升DOHC直6引擎

  2,宝马3升 DOHC 直6
  宝马公司认为它是同类发动机中最强的,几乎没有比它对所有细节考虑得那么好的量产发动机了。从数据上看:63千瓦/升的表现使它处于6缸发动机单位功率的排头地位。这个参数的提升一大部分因素应归功于电子节气门的可变气门升程系统。电子节气门增加了可用的发动机转速变化范围。转速的警戒线高达7000转/分钟,同时将峰值扭矩的转速保持在非同一般的2750转/分钟。另外,此技术还能够显著地降低排放水平和提高燃烧效率。
  这款发动机的另一项技术飞跃是采用了铝镁合成发动机缸体。镁合金上曲轴箱在铝质汽缸体周围形成了一个外套。新材料的应用使强度加大而重量减轻。




宝马3升涡轮增压DOHC直6引擎

  3,宝马 3升 涡轮增压DOHC 直6

  在美国,如果人们希望得到一台功率更强的发动机,首先就会考虑买一台排量更大的产品,但搭载了全新双涡轮增压直6发动机的宝马335i很愿意改变一部分美国人的这种想法。
  有一段时间,宝马是不屑于在量产的汽油发动机上加装涡轮增压设备的,但如今概念已经转变了。这套配合宝马经典直6发动机的双涡轮增压器虽然结构复杂但效果显著,3升的排气量竟拥有220千瓦的最大功率和407牛米的峰值扭矩,其中峰值扭矩可以保持在一个相当宽的转速范围。其升功率达到74千瓦,远超众多8缸发动机的数值。






戴姆勒—克莱斯勒Hemi5.7升OHV V8引擎

  4,戴姆勒—克莱斯勒 Hemi 5.7升 OHV V8

  很多购买装备5.7L HemiV8发动机的克莱斯勒300C客户,他们选择这款车的原因是出自对肌肉型汽车的执著怀念以及那个简单而震撼的名称“Hemi”。第五次蝉联年度10佳发动机奖的克莱斯勒5.7升Hemi V8发动机具有半球形燃烧室,“Hemi”就是由此得名。



 发动机的节气门响应非常迅速,而运转状况如同许多顶置凸轮轴发动机一样平顺,5200转/分钟的最大功率转速并不代表它是一种技术低端的V8发动机,经过特别精心调谐的排气和进气声音充满了力量。铸铁汽缸体虽然使得它重量相当大,但却节约了成本,从而对市场形成连续不断的冲击。

  另外一项令Hemi成功的亮点是通过可变排量控制技术(MDS)实现的节油效果。在发动机的不需要全功率运转时,可以瞬间关闭四个汽缸,而在需要时,MDS又可以迅速恢复汽缸工作以释放发动机的全部功率,这项技术可以保证车辆的综合油耗降低20%。






戴姆勒—克莱斯勒3升DOHC V6涡轮增压柴油引擎

  5,戴姆勒—克莱斯勒3升 DOHC V6涡轮增压柴油机

  从技术先进性角度来看,大众的V10 TDI应该被列入10佳产品,但远超过5万美元的价位是其落选的惟一原因。那么入选的柴油发动机只剩下戴姆勒—克莱斯勒的这台V6了。

  这款朴实的动力机器被装在了奔驰E320 Bluetec和大切诺基CRD上,证明了它装在轿车和SUV上都能起到自己的作用。柴油动力系统所产生的扭矩远超过相同排量的汽油发动机,而燃油消耗却低了25%。这款涡轮增压共轨柴油发动机,除了具备上述亮点外,还拥有另一项优势,它的尾气排放指标完全能满足美国超严格的环保标准。






福特Duratec 35 3.5升V6引擎

  6,福特Duratec 35 3.5升 V6

  福特的发动机设计师们精心挑选了高质量材料以组建汽缸各个部件,包括带低摩擦外涂层的铸铝活塞、金属粉末锻制活塞连杆和全锻钢平衡曲轴。这些组件在高温下的良好发挥不仅令Duratec 35的压缩比高达10.3:1,也扩宽了其峰值扭矩的输出范围,是全面提升此发动机性能的基础。计算机辅助分析仪被应用在进气系统管理上,它根据各传感器不断输送来的信息,来调节智能电子控制节流阀,合理控制进气流量。作为福特Edge和林肯MKX的主流发动机,全新Duratec 3.5升V-6发动机,从总功率的数字上来看应该说是不错的,但56千瓦的升功率相比日本同级对手,差距就显露出来了。
  燃油在汽缸内的充分燃烧令它的尾气的排放更洁净,装备Duratec 35的车型在美国任何一个州都不需要进行改动就可直接销售, 即使是施行最严格的尾气排放标准“ULEV II”的加利福尼亚。






福特4.6升SOHC V8引擎

  7,福特4.6升 SOHC V8

  声音威猛、动力强劲是福特野马车主对这款发动机最直接的描述,所以,大多数车迷会认为它是和野马的品质最相配的。
  令他们着迷的是该发动机宽广的功率范围和在中低转速范围的超强扭矩,而且,量产V8自然进气发动机能做到48千瓦的升功率也不算容易了。一般认为,单顶置凸轮轴因为进、排气门使用同一根凸轮轴,无论相位如何改变,进、排气门之间的开放重叠角度是不变的,所以不适合用于可变气门正时系统。但福特对这款4.6升单顶置凸轮轴V8发动机进行了一系列调整,尽管进、排气门重叠角度固定,但相位变化本身被成功利用,4500转/分钟的最大扭矩转速代表了它的潜力。由于这些细节的精心设计,它的油耗并不是人们想象的那样恐怖,并且能够非常友好地使用较便宜的普通无铅汽油。







马自达2.3升DISI涡轮增压直4引擎

  8,马自达2.3升 DISI涡轮增压直4

  在美国,没有一款热销的发动机比马自达2.3升 DISI涡轮增压直列4缸发动机的价格更低了。 这款发动机的主要竞争对手应该是斯巴鲁WRX STI的涡轮增压2.5升水平对置4缸发动机和三菱Lancer EVO的涡轮增压2升直4 发动机,它们都可以输出不错的功率和扭矩,然而马自达的机器是更精致和更易操作的,也是更便宜的。

  优秀的设计使这款新发动机获得了超一流的性能,当采用传统技术的涡轮增压发动机在怠速时等待涡轮转速提升的时候,汽油直喷涡轮增压发动机马自达DISI的低转速扭矩很好地补偿了涡轮增压的滞后现象;在高转速时,涡轮增压器就能够有效地增压。除了能输出像法拉利一样的89千瓦的升功率外,它的燃油经济性和排放水平同样不错。






日产3.5升DOHC V6引擎

  9,日产3.5升 DOHC V6 发动机

  一名日产竞争对手公司的工程师抱怨说,“我们应该把这项评奖改为Ward's年度九佳发动机,因为每年日产的VQ都会自动占据一个名额。”这是实话,日产里程碑式的产品,VQ 家族的3.5L升DOHC V6发动机已经是连续第13次获得这个奖项了。


从这款发动机最初投放市场至今,日产对其进行了大量的技术改进和升级。这其中包括了电子节气门和可变气门正时控制等。设计基础仍然坚持了VQ发动机的模块化设计思维:强调内部表面的微细加工,关注整体平衡性和最大限度地减轻往复运动部件的重量。
  通过手动变速箱的操作可以明显的发觉,VQ发动机在任何转速区间都具有灵敏的节气门响应特性,可以信赖的功率和扭矩输出不是局限于狭窄的中间转速区间,其63千瓦的升功率不亚于任何对手。






丰田3.5升DOHC V6引擎

  10,丰田3.5升 DOHC V6

  丰田已经意识到,车辆动力系统的技术创新是要被优先考虑的。这台3.5升V-6发动机从很多方面看都是科技进步的成果,它也为同类产品制定了业界标准。

  在采用了一种结合汽油直接喷射和进气道燃油喷射(port fuel injection)的新颖系统后,丰田代码2GR-FSE的发动机能够产生225千瓦的峰值,这个数字甚至超过了一些广受好评的V-8发动机。先进的供油系统和11.8:1高压缩比设计是发动机具有强劲动力与高燃烧效率的关键所在。通过给汽油直接喷射系统增加间接供油,能够优化混合气的成份,最大限度发挥系统的优势:增加中低转速扭矩,改善燃油消耗量和满足超低排放车辆标准(ULEV-Ⅱ)。

  除了革命性的供油系统,它还采用了许多其它高科技组件,如在汽缸套上采用的独特塑料导流装置,使冷冻液优先冷却缸套的上部,降低缸盖的温度。

  丰田的工程师表示,这款3.5升V6发动机是奠定雷克萨斯品牌成为动力技术领导者的基石。很快,所有的雷克萨斯汽油发动机都会采用直接喷射技术。