每天資訊新混動時代 電驅帶給我們哪些毀三觀的認知?——發動機技術篇

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新混動時代 電驅帶給我們哪些毀三觀的認知?——發動機技術篇

上次我們說到,在燃油領域認為發動機排量越大車型定位越高的認知已不適用於混動。電驅技術的差別,往往會帶來更本質的影響,從而導致出現“1。2>1。8”這種“毀三觀”的情形。這一回,我們則從發動機技術的角度,來看看新一代混動會帶來哪些“毀三觀”的認知。

我們在買燃油車的時候,常常會關注發動機的技術。各路廠商也會對它們的技術進行各種各樣的宣傳、推廣,並誕生了很多耳熟能詳的名詞,例如VVT-i、VTEC。如果按技術術語來分類,則包括可變氣門正時、可變氣門行程、可變進氣歧管,乃至雙渦管排氣、缸內直噴、小慣量渦輪增壓、可變翼渦輪增壓、雙增壓等等,不一而足。

新混動時代 電驅帶給我們哪些毀三觀的認知?——發動機技術篇

這也意味著以當下的眼光來看,如果一款(燃油車的)發動機不具備上述這些技術,將被視為很LOW、很落後。相反,為了達到更好的動態表現,各路廠商還在研發各種各樣、更新的技術(例如近兩年的“黑科技”可變壓縮比),並進一步迴圈往復地作為賣點宣傳。

然而到了當下“新一代混動”的時代,這些觀點、甚至這些技術,都可能變得沒有必要或不復存在了。換個角度說,對於混動車型所配備的發動機,我們再以是否具備這樣的技術來衡量,也將是“不對的”。

幾乎所有的燃油新技術都是為了兼顧

發動機技術歷經百年發展,核心訴求也是分階段的。前五十年的核心,關鍵詞可歸結為“效能”。擴排量、增缸數、將凸輪軸由底置改頂置(SOHC)、雙頂置凸輪軸(DOHC),乃至(單缸)2氣門改3氣門直到現在的4氣門等等,其最重要的目的都是為了提升效能。

而到了後五十年,隨著車輛保有量的劇增和石油危機的到來,核心訴求開始有了明顯轉變。此時的關鍵詞,通常歸納為能耗、效率等等,但在我們看來,真正的核心其實是“兼顧”。即一款發動機如何兼顧低速、高速等不同工況下的運轉訴求。

新混動時代 電驅帶給我們哪些毀三觀的認知?——發動機技術篇

這種兼顧最直觀的當然是油耗。因此VVT-i等,最早也是作為“節油技術”推廣的。這個觀點沒錯且耳熟能詳,所以不再展開。我們要補充的,是另一個、可能在廠商看來更重要的訴求,即如何兼顧不同工況下的效能表現。

這種訴求本質上也是能耗密切相關的。道理很簡單:一臺5。0L的大排量發動機,可以很輕鬆地保證高速、低速的效能,因而無需考慮更多“兼顧”的問題。然而由於能耗要求,發動機開始小排量化。對於一臺1。5L的發動機,情形就完全不同了。直白點兒說,在這種排量下發動機的處理必須“精打細算”,一旦處理不當就會顧了這頭過不了那頭——即要麼低速好高速弱,要麼反之。

如果做好“兼顧”?關鍵字:“可變”。例如可變氣門正時、可變氣門行程、可變進氣歧管、可變翼渦輪、可變壓縮比,都離不開“可變”二字。

以可變氣門行程為例。如果氣門行程是固定的,採用多大的氣門行程就需要取捨。採用小行程,低速時進氣渦流好,所以表現為低扭強還省油,但高速時發動機會“喘不過氣來”,動力表現會“後勁不足”。反過來,採用大的氣門行程,高速 “後勁十足”了,但低速時則會扭矩弱油耗高。此時,工程師只能給出一個折中方案,讓低速高速都不會太好也不會太差。透過氣門行程可變,則可以讓低速、高速都很好。

這只是一個例子。其他的“可變”技術,核心也都在於此。

再補充一點:一款發動機的技術應用絕不是簡單的(技術)堆砌。因此上述技術並不能單一看待,而僅僅是反映了發動機的核心設計訴求。

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也就是說,發動機整體設計的方方面面,包括整體構造(缸體缸蓋、曲軸活塞等等)、迴圈設計、噴油,乃至發動機管理程式的設定等等,核心目標都是處理好“兼顧”問題。為此,發動機要做各種“加法”,以儘可能做到完美。

這些“加法”導致了發動機的結構變得複雜。複雜不僅意味著研發成本、製造成本和維護成本高,而且也加大了品控的難度。因此廠商一旦研發出了“好發動機”,都會進行大力推廣,並最終讓購車人形成了“擁有XX技術=好”的認知。

然而所有這些,到了混動時代,可能會有本質性的改變。

混動技術的“發動機”有了本質的改變

由於電驅的加入,無論是THS II還是e-POWER,無論是DM-i還是檸檬DHT,它們所搭載的發動機雖然還叫“發動機”,但與燃油發動機所承擔的角色已經有了非常大的改變。而且越是側重於電驅的混動技術,這種改變越大。

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例如日產的e-POWER,它的發動機本質上已變成“發電機”的一部分了——因為除了帶動發電電機發電,它已經沒有別的“任務”。

對那種林區使用的小型柴油發電機有所瞭解的人應該知會發現,這類發電機的動力部分其實也是“發動機”,但它並沒有像汽車發動機那樣,有著不同的轉速,以及應對不同工況下的各種技術。它會持續運轉在其最高效的一個轉速範圍內。

混動技術的發動機,本質上也類似。只不過基於對“發動機直驅”的要求有所不同,在調校上會略有不同而已。

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比亞迪DM-i的1。5L發動機應該算是非常典型的例子——以電驅為主,但在高速工況以及其他必要的工況(如急加速)下,發動機也會參與直驅。那麼此時,發動機的設定既不會完全像“發電機”那樣只在一個恆定轉速下運轉,但它在“兼顧”方面,又完全不需要像常規(燃油車)發動機那麼“費勁”。

大家可以參考一下DM-i發動機的工況圖,會發現它和傳統發動機有著非常本質的區別。例如,DM-i的發動機完全不需要照顧到怠速工況以下的扭力輸出(傳統發動機需要的,否則起步是會極容易熄火,這個開過MT車型的人應該很有體會),因為它不可能在這個區域以下運轉。與此同時,它也不需要覆蓋到3500轉以上的工況(傳統發動機是需要的,它需要透過拉高轉速來提升極限效能),因為在急加速的時候,會有電機來分擔主要驅動任務。

這種設計方式,直觀看是DM-i的發動機會持續運轉在高效工況下,因而擁有極高的綜合效率。

但與此同時我們也要注意到,前面我們費了半天口舌描述的、傳統燃油發動機那些“勞什子”的各種先進技術,對於DM-i發動機而言都一下子變得毫無意義了。

這樣一來,因為有了電驅解決了發動機最核心的痛點,那麼發動機自身就可以放心的做“減法”而不是“加法”了。除了前述的“先進技術”都可以卸掉以外,包括一些發動機的傳統“負載”也都可以“卸掉”(例如空調壓縮機、水泵等都改為電動,而不再靠發動機曲軸帶動)。對應的結果,就是發動機運轉更輕鬆,且結構更簡單、體積更小、成本更低,且更可靠。

新混動時代 電驅帶給我們哪些毀三觀的認知?——發動機技術篇

與此同時,DM-i發動機在設計上也可以踏踏實實地“追求高效”。例如它就採用了15:。5:1的超高壓縮比和阿特金森迴圈。不要覺得超高壓縮比和阿特金森迴圈很玄乎——它實現起來並不難。只是在純燃油領域,它是要以犧牲(某些工況下的)效能為代價的。

至此,你還會因為DM-i的發動機沒有直噴、沒有雙VVT,更沒有可變氣門行程,而且功率、扭矩等引數平平,而覺得它很“落後”嗎?

最後補充一個可能存在的疑問,即DM-i的發動機還是有進氣VVT的,而1。5T版本則還是帶直噴的,這似乎與前面的內容有矛盾。但並不矛盾。出現這種情況原因有很多,包括不限於以下兩點:

第一, 從研發的角度,比亞迪沒有必要“從零開始”,而是如前所述——做“減法”。原有的1。5L沒有直噴,自然沒必要再額外設計直噴,而原有的1。5T是直噴,則也就沒有必要改成缸外噴射。

第二, DM-i並非增程式,其發動機要參與直驅,同時出於舒適性的考慮也要避免“啟動後就恆定轉速”這種運轉方式,這就讓VVT之類的技術仍有用武之地。並且,VVT在當下已經是太成熟、太普及的技術,其“效應>成本”,保留自然也是明智的。

小結

技術的核心絕不是為了“秀”,而是為了滿足需求、改善體驗。假設一款發動機,什麼先進技術都沒采用卻表現優異,那麼它才是最好的發動機。在純燃油的時代,這屬於“不可能完成的任務”,但到了混動時代、有了電驅的加盟就完全有可能了。

還是那句話,混動的技術要整體來看、要結合電驅來看。在電驅“接管”的部分,發動機將不再需要“表現”,自然也就無需再疊加這些“勞什子”的技術。簡單結構的發動機,疊加優秀的電驅技術,最終獲得比最好的燃油發動機還要好的表現,我們就可以視同為這套組合優於最好的燃油發動機——而不是簡單以混動組合中發動機部分的技術是否“先進”來評判高低。