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不出10年,这些牛X发动机再不买就真没了

作者:玩车教授 来源:玩车教授 公众号
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04-13


象征豪华品牌旗舰身份的V12发动机,如今相继宣布停产。除了极少数性能车还在使用V8外,绝大部分的豪华轿车已经开始学会与4缸做朋友。



小排量虽然是一种趋势,但短期内6缸发动机仍然是最好的过渡产品。为了尽量满足排放并降低油耗,BBA相继开发了新的6缸发动机,然而这个过渡期并不像大家想的那样,换个小排量就完事了。



一轮又一轮的新排放标准,最终会使内燃机无力招架,因此混合动力就成了救命稻草。不过另一个问题也来了,混合动力系统势必会增加整车成本,所以降低成本成为了BBA开发新引擎的目的之一。



围绕着3.0L排量发动机,BBA开启了各自的6缸之路。这三个品牌各自的6缸发动机设计思路各不相同,但动力都更好而且更省油,同样也更环保。


  奔驰 M256  



很多年前奔驰就放弃了直列6缸改用V6发动机,为什么如今要重新回到直列6缸行列?这一切还要从成本说起,V6发动机是将气缸分为两组,并以相应的夹角布置。V型发动机长度短而且重心较低,但是它也有缺点。



将气缸分为两组后,每组气缸都要单独布置一对凸轮轴、正时齿轮以及正时链条,零部件数量增多而且装配工序更复杂。从成本角度看,直列6缸显然更占优势,同样是直列结构,去掉两个气缸后又可以打造一台4缸发动机,因此奔驰重拾直列6缸发动机也就没什么争议了。



BBA的6缸发动机之中,奔驰的M256电气化程度最高。电动空调压缩机以及电动水泵的应用,使发动机直接取消了前部的驱动皮带,发动机的长度因此缩短。电动的水泵可以根据发动机负荷,合理控制发动机冷却液流量,而电动压缩机则能够在发动机熄火状态下提供制冷。



之所以说M256电气化程度很高,是因为它率先在6缸发动机上采用了电动涡轮增压器。由于电动涡轮增压器响应速度很快,只需0.3秒即可建立工作压力,因此能弥补大号废气涡轮的涡轮迟滞。



电动涡轮增压器并联在进气总管上,在双流道废气涡轮建立增压压力前,电动涡轮增压器迅速弥补增增压压力不足,提高动力响应。电动涡轮增压器只在废气涡轮达到增压压力前工作,所以并不需要高负荷运转。



同样是采用48V电气系统,奔驰与奥迪在电机布置上并不一样,奔驰的M256采用的是ISG电机,也就是电机与曲轴相连布置在发动机与变速箱之间。ISG电机功率更大,当然成本也更高,它即可充当启动机又能当担发电机的重任。



当车辆减速或者滑行时,发动机直接熄火变速箱离合器断开空挡滑行,当驾驶员需要再次加速时,大功率的ISG电机又能快速启动发动机。业界把ISG与发动机结合的技术称为轻度混合动力(MHEV),配备M256发动机的车也就不属于纯燃油了,而是新能源。禁售燃油车?不存在的!



最后聊聊这款发动机的动力,最大功率300千瓦,最大扭矩500牛·米,升功率100千瓦已经属于优秀行列。相比老的M276 V6发动机,新的M256 L6发动机是典型的长行程设计。


  宝马 B58TU  



宝马赢得了34次沃德十佳发动机奖项,其中28个是直列6缸,关于宝马直列6缸的历史就不过多累述了。



4年前宝马推出了全新的B58发动机以替代N55,去年宝马又对B58进行了小幅升级,没过多久搭载新款B58TU的宝马X5又成为了沃德十佳。同样都是直列6缸,宝马与奔驰有什么不同?



由于推出的时间比较早,在电气化这方面B58是不如M256的,不过在模块化以及效率方面,B58仍然有优势。首先B58的压缩比高达11.0:1,在涡轮增压引擎中这算比较高的,高压缩比意味着高效率,但是对增压发动机来说高压缩比容易引起爆震。B58发动机能用11.0:1的压缩比,说明它的燃烧控制以及热管理做的非常好。



模块化设计的特点是减少了发动机零部件数量,以B58TU为例,它取消了气缸套,排气歧管与涡轮采用了一体化设计。另外B58TU也采用了汽缸盖集成排气歧管的设计,这种方案对发动机的油耗以及排放有一定帮助。



B58TU除了给涡轮单独配备了一个电动水泵外,其余大多数的部件仍然是机械式,因此发动机前部还是有驱动皮带。机械式的好处当然是可靠,不过后期进行电气化升级也没有什么难度。



无论宝马是奔驰,新发动机都抛弃了方形或者短行程设计,全部改用长行程设计,这种做法不是为了提高动力而是效率,至于长行程如何提高效率,这里就不详细解了。



从账面数据看,B58TU的动力略微逊色M256,这不能说宝马的直6不如奔驰,只是两者思路不一样,B58TU的峰值扭矩输出区间是1500-5200rpm,完全覆盖日常所需,能够提供宽广动力输出的同时,B58TU还有足够高的效率。


  奥迪 EA839  



BBA中,除了奥迪已经没有厂商再打算用V6,这一样以来奥迪就显得很孤立了!说起奥迪的V6发动机,说实话名气不如前两者高,但它的亮点并不少。奥迪如今主力机型EA 839,它是奥迪与保时捷联合打造的,不过EA839有两个版本,一个是3.0T V6另一个是2.9T V6。



2.9T V6主要用在保时捷和奥迪RS上,它是3.0T的缩缸版,也可以说是高性能版。3.0T V6很多技术都来自奥迪的4.0T V8,也就是RS7用的那台发动机。经过这么一番介绍,是不是瞬间对EA 839有了新的认识?



EA839的设计理念又有所不同了,它使用了目前比较流行的双循环技术,也就是奥托循环+米勒循环,奥迪或者大众将米勒循环称为B循环,B是大众集团一位工程师的姓氏。国内的EA888 Gen3B 后面字母B也就是米勒循环。



EA839的B循环原理又与其它厂商的类似技术不同,它并不是利用进气门延迟关闭,而是气门提前关闭。曲轴大概在130度时,进气门就已经关闭,因此气缸实际的进气量减少,人为的缩小了排量。进气量减少,压缩行程实际压缩的混合气体也跟着减少。换一个角度理解,压缩行程变短了,但是做功行程还是没变。膨胀比大于压缩比,这就是米勒循环的特点。



又因为压缩行程相比传统发动机来得晚,所以可以适当提高压缩比。EA 839的压缩比为11.2:1,对于一台3.0T发动机来说已经算很高了。B循环也有缺点,例如进气量的减少会导致动力下降,所以又得通过其它方法弥补。



EA 839只配备了一个涡轮增压器,不过它也是双流道设计,大致原理和大家熟知的单涡轮双涡管差不多。不过EA 839的涡轮布置在V型发动机90度夹角中间,这样大大缩短了排气总管与涡轮的距离,提高了动力响应。



EA839的四个凸轮轴都可以调节气门正时,另外进气凸轮轴还采用了AVS技术,既气门升程调节,这个AVS技术也用在国产的EA888 Gen3B上。通过缩短排气管与涡轮的距离,并调节气门正时和升程,奥迪3.0T双循环发动机也有不俗的动力表现。



EA839也采用了汽缸盖集成排气歧管设计,相比奔驰宝马的6缸发动机,EA839由于涡轮布置位置独特,因此热管理方面复杂一些。



搭载EA839的奥迪A8和A6也采用48V技术(轻度混合动力),不过奥迪用的是BSG电机,它通过皮带与发动机曲轴连接。奔驰M256的ISG电机与奥迪EA839的BSG电机,作用都是相同的,但BSG电机的动率略小,成本也低一些。



EA839的账面数据也相当不错,虽然奥迪用的是V6,但它也是模块化结构。调校上这台发动机似乎在模拟之前奥迪3.0T机械增压的特性,峰值扭矩输出区间从1370rpm一直延续到4500rpm。响应快效率高或许就是EA839的设计理念,这种理念也应用到了2.0T发动机上。


  总结  


BBA的6缸发动机各有不同,电气化程度最高的是奔驰M256,其次是奥迪EA839,宝马的B58TU则倚重机械部件。动力方面奔驰M256账面数据最好看,而宝马B58TU则动力输出非常宽广,奥迪EA839在机械以及电气化方面做的比较均衡,且这些技术都是经过沉淀的。



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