不單止是增壓 淺析雪鐵龍C4 L的1.6THP發動
【太平洋汽車網 評測頻道】 中國市場早已經重要到再也容不下任何的“傲慢與偏見”,這一點相信PSA標致雪鐵龍集團會比任何人都更加清楚,哪怕是原汁原味引進的車型尚且有水土不服之虞,更不要提任何換湯不換藥的想法了。
所以在最近重磅登場的、專為中國市場打造的雪鐵龍C4 L身上,我們得到了一套最新的、技術含量頗高的動力傳動總成:1.6T渦輪增壓+6速手自一體變速箱。而到底這臺號稱跟寶馬一起聯合開發的1.6 THP發動機有什么獨到之處呢?接下來為大家作詳細剖解。
● 開發背景:跟寶馬一起壓榨直四小排量引擎的潛力
故事發生在2002年,德國人決定跟法國人聯合一起開發一個系列代號為Prince的小排量汽油發動機,基本架構是直列四缸,排量在1.4-1.6L之間,核心技術是缸內直噴和可變氣門正時,注意了,那可是2002年。
研發工作直到2005年終于修成正果,第一款Prince系列發動機終于面世,PSA集團給它所取的代號為EP3,是一款1.4L的自然吸氣汽油引擎,首度搭載于海外的標致307上面,另外也有1.6L版本,兩者陸陸續續出現在海外的PSA集團車型上面,注意了,是海外的車型上面。另一方面,寶馬也在2007年把1.6L版本的Prince發動機搭載于MINI Cooper身上。
不過,最激動人心一刻還是來自于渦輪增壓的加入。PSA把渦輪增壓的Prince發動機都統稱為THP,也就是英文短語Twin Scroll Turbo High Pressure(意為“雙渦管渦輪高油壓”)的縮寫。按照輸出馬力的不同,分為THP150、THP156、THP175和THP200等等,后面的數字就是相應的最大馬力。其實THP發動機早在2006年就開始出現在海外的標致207身上,之后也用于308、408、RCZ、雪鐵龍C4和DS3等等PSA集團車型上面,只不過一直跟國內買家無緣。
至于寶馬則把這款表現出眾的1.6T機器收編到自家N系列發動機旗下,在MINI Cooper S身上被稱為N18,在寶馬1系身上被稱為N13,這可是它首度以縱置的方式出現,分為低功率的116i和高功率的118i兩個版本。
Prince系列1.6T引擎的不同輸出版本 | |||
廠商 | 發動機 | 最大功率 | 峰值扭矩 |
PSA | THP 156 | 115kW(156PS)/6000rpm | 240Nm/1400-4500rpm |
寶馬 | N13 低功率版 | 100kW(136PS)/4400rpm | 220Nm/1350-4300rpm |
MINI | Cooper S版 | 135kW(184PS)/5500rpm | 240Nm/1600-5000rpm |
PSA | THP 200 | 147kW(200PS)/5800rpm | 275Nm/1770-4200rpm |
寶馬 | N13 高功率版 | 125kW(170PS)/4800rpm | 250Nm/1500-4500rpm |
MINI | JCW版 | 155kW(211PS)/6000rpm | 260Nm/1850-5600rpm |
目前PSA集團的Prince發動機生產設施位于法國Douvrin,而寶馬的則設于英國伯明翰,可以說兩大廠商是共享設計,但不是共享生產。至于我們都關心的雪鐵龍C4 L,前期所用的1.6THP發動機都是從海外進口的,到2013年后也會引進國內生產。早前我們也有同事親赴法國參觀Prince發動機的生產線,詳情可以點擊這里回顧:《EP引擎誕生地 PCauto探秘法蘭西機械工廠》。
● 亮點一:雙渦管單渦輪增壓
咱們不需要什么特別專業高深的術語,先舉個簡單易懂的例子,有四個人要一起去銀行取錢,但只有一臺柜員機,那速度肯定低,假如現在多增加一臺變成總共兩臺,分成兩個隊伍去排,效率自然高得多。
所謂的雙渦管單渦輪增壓其實就是這意思,以往四個氣缸的廢氣都擠到同一個排氣管去帶動渦輪葉片,但現在把它們分成兩組,就可以減少相互之間的干擾,并且對渦輪葉片的推動也是持續不斷的。
至于四個氣缸該怎么樣分成兩組,那這個可是技術活,如果你一聽到四沖程這幾個字就會頭痛,那我就直接告訴你,在THP發動機上面是把1、4和2、3分成兩組,這樣對渦輪的推動效果是最好的,也可以最大程度減少氣缸之間進排氣的相互干涉。如果你還想繼續了解為什么這樣分,也可以點擊進入我們之前的文章《效率更高!單渦輪雙渦管增壓原理解析》。
而談到實際效果的話,雙渦管單渦輪增壓的最大好處是減少渦輪遲滯,廢氣對渦輪葉片的推動效率更高了,渦輪更早就能動起來,這對于本身輸出就不高的小排量發動機來說效果尤其明顯。
1.6THP和主流增壓機型對比 | |||
廠商 | 發動機 | 最大功率 | 峰值扭矩 |
PSA | 1.6THP | 120kW(163PS)/6000rpm | 240Nm/1400-4000rpm |
大眾 | 1.4 TSI | 96kW(131PS)/5000rpm | 220Nm/1750-3500rpm |
通用 | 1.6T Ecotec | 135kW(184PS)/5800rpm | 235Nm/2200-5600rpm |
日產 | MR16DDT | 140kW(190PS)/5600rpm | 240Nm/2400-5200rpm |
舉個例子,C4 L的1.6THP引擎,1000rpm左右渦輪就能正式介入,僅僅比怠速高一丁點而已,另外在1400rpm就能達到240Nm的峰值扭矩,比本來就相當不錯的大眾TSI發動機還要早一些。不管你信不信,反正在試駕雪鐵龍C4 L的時候,我是壓根感受不到什么輸出滯后了。注意了,大家試駕的時候可要分清楚,渦輪滯后跟變速箱換擋的滯后是兩回事。
● 亮點二:高壓缸內直噴
缸內直噴在雪鐵龍C4 L所處的緊湊型車級別里面,還是一個很有含金量的技術。相對于傳統汽油發動機把噴油嘴設于進氣歧管上,先跟空氣混合再進入到氣缸燃燒這種方式,缸內直噴系統把噴油嘴設在氣缸里面,讓汽油直接在氣缸里跟空氣混合。
好處首先是噴油更加直接和精確,更容易達到汽油的理想空燃比,這對于燃燒效率來說自然是百利而無一害;另外高壓噴射出的燃油顆粒十分微小,能充分與空氣混合, 燃燒更加徹底,很大程度上也節省了燃料。
除此以外,這臺1.6THP使用的是120 bar高壓噴射(大眾在國內的直噴壓力是110 bar,海外機型分層燃燒的直噴壓力可達160 bar),燃油高度霧化,油液霧化時可吸收熱量,降低爆震傾向,這對于高壓縮比發動機和渦輪增壓發動機來說絕對是一件好事。
● 亮點三:連續可變氣門正時
可變氣門正時早就不是什么新奇的玩兒,縱觀市面上幾乎所有廠商也都已經把它作為汽油發動機的標準裝備之一。通過觀察模型我們可見,雪鐵龍1.6THP只給進氣門安排了CVVT可變正時,排氣門并沒有。雖然這也是同級車型常見的做法,但看到之后難免也有一點點小遺憾。
而假如跟系出同門的寶馬N13對比的話,那差別就更加明顯了。首先寶馬1系的N13發動機帶有Double-VANOS雙可變氣門正時系統,也就是進氣門和排氣門的開閉正時都可以進行無級精準調節。
另外N13引擎還裝備了寶馬引以為傲的Valvetronic無級氣門揚程(升程)調節系統,最大限度地直接控制進入氣缸的空氣量,這是雪鐵龍1.6THP所沒有的。所以雖然兩車共用同一個引擎基礎,但如果直接就說C4 L跟1系使用一樣的發動機的話,那是不嚴謹的。
如果您想進一步了解寶馬的Double-VANOS和Valvetronic,可以點擊這里回顧:《超越VTEC的無級可變氣門揚程系統解析》。
● 亮點四:離合式水泵+電控節溫器
除了上面提到的幾個“硬貨”之外,雪鐵龍1.6THP還對引擎的各種周邊配套機構作出了深入細致的完善,這也是它相對其他競品的重要優勢之處。例如對發動機冷卻水溫的控制,工程師就特意安排了離合式水泵和電控節溫器這兩個殺手锏。
傳統的發動機冷卻水泵都通過皮帶帶動,與曲軸基本是保持著“硬鏈接”的關系。但1.6THP引擎的水泵卻可以按照需要選擇接入和分離兩種模式,冷車啟動時,水泵傳動斷開,水泵停止工作,可使發動機快速暖機,同時降低油耗;當水溫達到正常時,水泵傳動結合,水泵正常工作。
實現這個功能的機構也不復雜,就是在皮帶和水泵之間設一個可動的惰輪(摩擦輪),惰輪介入的話皮帶就帶動水泵,惰輪離開的話水泵就不再跟皮帶相連了。
另外1.6THP引擎用上了由電子系統控制的節溫器,相對于傳統使用熱脹冷縮這個物理原來控制水溫的節溫器,很明顯前者能夠更加精確具體地按照車況來調整水溫。
說完水泵之后接下來就是機油泵,雪鐵龍1.6THP引擎采用了由ECU控制的連續可調變排量機油泵,這個技術寶馬也廣泛應用在N55、N20和N13等多款機型上面。因為改變機油泵的轉速需要一套很復雜的機構,結果可能會得不償失,所以工程師非常巧妙地調整機油泵轉動單圈的排油量,達到連續調節機油泵供油量的目的。
而之所以要改變機油泵的排量,想必大家也可以聯想到發動機在不同轉速時對機油的需求量是不同的,連續可調變排量機油泵既可以改善發動機的潤滑,同時也能減輕機油泵帶給發動機的負荷。
各位雪鐵龍車主應該對機油溫控系統并不陌生,這東西其實也沒有太大的技術含量,就是多設一個熱交換器(其實也就是散熱器),順便利用冷卻液對機油進行降溫,保持機油在最佳的工作溫度。
不過帶來的好處可大了,首先避免因機油溫度過高而導致黏度減小、潤滑效果降低等等,保證發動機時刻得到良好潤滑;另外還可以延長機油的使用壽命,一定程度延長了車輛的常規保養周期。
另外1.6THP引擎也帶有常見于高端車型的活塞獨立冷卻系統,特意設計的噴嘴對活塞底部噴射機油,降低活塞工作溫度,這對于減輕增壓發動機的爆震傾向有明顯作用。
● 亮點七:全鋁合金輕量化設計+軸瓦微槽加工技術
各位讀者可要擦亮眼睛了,配置表上寫明鋁合金發動機的,事實上并不一定是想象中那樣整體采用鋁合金材質,很有可能僅僅用個鋁合金缸蓋就把金子往自己身上貼而已。而雪鐵龍C4 L則可以名正言順地說自己是全鋁合金的了,1.6THP引擎采用集成式鑄鋁缸蓋,另外缸體采用高壓鑄鋁方式制作,輕量化的同時也保證了良好的剛性。
順帶一提的是,1.6THP引擎還使用了稱為“microgroove”的軸瓦微槽加工技術,通過表面精細的微槽增強軸瓦儲油能力,保證高效潤滑性能;另外還加快了軸瓦與曲軸之間的早期磨合,延長軸瓦壽命。
● 結語:
大至渦輪增壓和缸內直噴,小至變排量機油泵和軸瓦微槽加工,不夸張地說,雪鐵龍1.6THP引擎的方方面面都讓我口悅誠服。再配合上來自日本愛信AISIN的六速自動變速器之后,試駕過程中C4 L的實際行駛表現的確很難再挑得出什么毛病。
在以往的日子里面,我們一直都認為買法國車是一件特別感性的事情,因為所謂的駕駛樂趣、所謂的藝術美感、所謂的浪漫情懷等等,都是難以量化的玩意兒。但從PSA集團終于愿意把THP動力系統拿到國內生產開始,從C4 L這款專門為國內市場打造的車型開始,買法國車其實也可以是一個非常理性的選擇。
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