傳統發動機沒救了?咱先看這些新技術吧

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自從大眾汽車的排放門醜聞之後,內燃機、尤其是柴油機的形象一落千丈。然而,在人們能夠買到廉價、可靠並且有足夠長續航里程的電動車之前,內燃機仍然不可替代。在汽車誕生 130 年之後,內燃機仍然具有很大的潛力。

粉塵、霧霾、嚴重的污染!內燃機的發展是否應該馬上被叫停?有一部分人是這麼認為的。而對於其他人——比如像戴姆勒研發董事托馬斯 · 韋伯來說,內燃機仍然處於它最好的時代。戴姆勒為其新型內燃機項目投入了 30 億歐元的巨資(約合 220 億人民幣)足以證明韋伯不是盲目的樂觀,這將使未來的發動機比目前的產品變得更加節油而且環保。新一代奔馳 E 級車中裝備的 4 缸柴油發動機是這個項目的第一款發動機,並且已經在 ams 的若干測試中嶄露頭角。

◆柴油發動機沒想像中那麼落後

這台代號為 OM654 的發動機氮氧化物排放(NOX)量低得驚人。這種污染物是除了顆粒物排放之外柴油發動機目前最主要的污染物。當我們測試過的絕大多數柴油機都還在苦苦探尋如何才能將氮氧化物排放量控制在歐洲 6 號標準之內時,奔馳 E 級已經實現了只排放出了規定允許的每公里 80 毫克一半的氮氧化物。

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如何實現呢?首先,一個大尺寸的尾氣處理裝置安裝在距離發動機非常近的位置,此外,燃燒過程也更加精密。汽缸內均勻的燃燒能夠減少氮氧化物的產生,再讓已經減量的有害成分通入到 SCR-Kat 催化器中,最終氮氧化物的排放就變得相當輕微。

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對於將在 2017 年上市的直列 6 缸發動機,它是從 4 缸機演變而來的,奔馳承諾它將具有相似的低氮氧化物排放量。此外,代號為 OM656 的 3.0 升柴油發動機將擁有超過 300 馬力的最大功率以及超過 650 牛 · 米的最大扭矩。

無論是 4 個還是 6 個汽缸,所有新的發動機都擁有每個汽缸 0.5 升的排量以及 90 毫米的活塞衝程,這樣統一的規格會節省研發和生產成本。

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◆直列 6 缸發動機即將到來

同樣的事情也將出現在奔馳的汽油機上:S 級小改款能夠獲得新的 M256 型直列 6 缸發動機,它有一個安裝在曲軸上、能提供最多 15 千瓦(20.4 馬力)以及 220 牛 · 米額外動力的輔助電動機幫助。

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這台電機不僅可以提供更強的牽引力以及更快的發動機啟動速度,還可以在車輛制動時轉為發電機,並且將一部分動能儲存到容量為 0.5 千瓦 · 時的鋰離子電池中。

儘管奔馳 6 缸汽油發動機的功率不太會顯著超過 400 馬力,但它應該比已經頗為強勁的上一代 333 馬力 V6 發動機要節油 15%。因為奔馳要為新型的汽油發動機配備一個迄今為止僅應用在柴油機上的顆粒過濾器。畢竟看似高效的直噴發動機其實和柴油機類似,容易產生顆粒污染物(直噴發動機一般容易積碳)。

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不同於昂貴的高電壓混合動力系統,在 M256 系列發動機上配備的是一個部分採用 48 伏電壓的電氣系統,它不僅為電動機供能,還為消耗動力的輔助設備例如水泵、空調壓縮機或者電動增壓器提供能量。來自於博格華納公司的電動增壓器將變成傳統廢氣渦輪增壓器的補充,它並不受發動機轉速的制約,從而能夠產生幾乎沒遲滯的增壓壓力。

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對於電能要求不那麼高的組件,例如照明或者是控制單元,一如既往地採用傳統的 12 伏電氣系統,一個分壓器將對整車電路的兩部分進行連接。通過輔助設備的電氣化,它們的傳動皮帶將會取消,從而讓這台直列 6 缸發動機的長度比同類發動機更短。

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到目前為止,48 伏電壓的汽車電氣系統還處於起步階段,應用的產品也還不多,但人們能夠清晰地感到,這項技術將是這個行業的趨勢,反過來它還能讓內燃機變得更簡單、更廉價。

在接下來的幾期,我們將介紹關於混合動力、大眾 EA211 EVO、可調壓縮比發動機等新技術,敬請期待!

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