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远超奔驰宝马!玛莎拉蒂2.0T发动机+48V轻混系统详解

由于全球排放法则以及税费对大排量自然吸气引擎不太友好,性能车甚至部分超跑都在研究发动机小型化,用机械增压或涡轮增压技术弥补小排量发动机的动力不足。




机械增压直接由曲轴驱动,用于和曲轴同步运行因此增压几乎没有延迟,发动机动力特性接近自然吸气,但由于其损耗了曲轴端的动能,因此高转速下效率不高,对排放控制不利;涡轮增压由于采用排气歧管内的废气吹动,因此不会损耗发动机动能,效率高,但由于废气排出需要过程,因此涡轮增压发动机有一定的动力迟滞现象。




目前,小排量发动机提升动力的主流做法是采用大直径的废气涡轮增压器,而涡轮直径越大,转动惯量也就越大,因此动力延迟非常严重。为了弥补这一先天缺陷,Ghibli 2.0T发动机采用了以下三个黑科技:


电动增压+涡轮增压





高性能发动机为了保证大动力输出的前提下提供线性的动力输出,在增压形式上另辟蹊径,采用电动增压器+涡轮增压两种涡轮驱动形式,在输出243kW的前提下,实现了毫秒级的动力响应。



全油门工况下(kick down),电动涡轮在0.23s的瞬间加速到72000rpm,在起步低转速时提供0.45bar的瞬压,在这个压力下空气能够快速流入燃烧室,也就意味着排气速度更快推动废气涡轮,让它来接替电动涡轮继续给发动机提供更好的正压。在巡航模式下,电动涡轮不工作,通过废气涡轮提供稳定压力,能够减少电气系统负载,确保燃油经济性。


由于这个电动增压器功率高达5kW,传统12V电源无法满足需求,新使用三元锂电池组成的48V电气系统为电动增压器供电。


MultiAir电控液压气门控制系统



现代发动机为了提升气缸燃烧效率,在高转速下减少泵气损失,会在气门结构上动手脚,我们熟知的i-VTEC、VVT-i、VVEL、AVS、VarioCam等技术都是通过改变凸轮轴相位来提前或延迟进、排气门开闭时间,称为可变气门正时系统。一般可变正时系统是控制凸轮轴相位来实现功能,而新上采用的MultiAir电控液压气门控制技术则彻底改变了进气门控制系统的机械结构。



MultiAir技术取消了进气凸轮轴


首先它的进气端取消了凸轮轴,使用液压直接控制气门开闭,在全速域工况下实时控制气门开启、关闭的时机,同时也根据进气流速与温度改变气门升程,有效控制进气量以及进气湍流。每个汽缸的进气侧都有单独的控制系统,将信号直接传递给下方的液压容器,压缩机给容器内的油液一个推力,再通过电磁阀控制液体流量,从而推动进气门。



可以看到有凸轮轴进气系统与MultiAir系统的区别


这种控制机构与凸轮轴结构相比有很多优势,比如液压腔电磁阀执行器多维度可控,可以实现类似"无级驱动"的效果,更为关键的是,由于对每个进气门进行单独控制,因此发动机不再通过节气门来控制空气流速,只需要通过调节气门开闭升程就能实现不同进气量的需求,油门响应性敏感度相比传统涡轮增压发动机更好,驾驶者可以更精准地控制动力输出。新发动机的进气歧管更紧凑,进气阻力更小,高转速下有效减小泵气损失。




由于可实现进气门正时和升程的无级可调,发动机能够实现进气高滚流模式,提高燃烧效率,同时可以在一个进气过程中两次开启进气门,用气门下沿促进湍流形成,提升燃料雾化效果,该机构能够对不同工况匹配最佳的燃烧策略,同时满足高性能和低油耗两项需求。


双循环独立冷却系统



发动机采用了石墨涂层活塞和涨断工艺连杆盖等技术,来应对高功率输出工况下超高的气缸压力,为了保证发动机稳定运行,玛莎拉蒂采用双独立冷却系统来确保冷却。




该冷却系统分为两种循环模式,一种是发动机冷却循环,冷却液在气缸周边的水套中循环,不经过前方的主散热器,在冷启动时对发动机相关零件冷却和暖风设备进行加热,温度高时又开启大循环,通过主散热器控制冷却液温度。另一种独立的冷却系统主要对48V轻混的BSG电机、中冷器、电子增压器和涡轮增压器进行冷却,确保散热效率。这套系统较为复杂,能够对各种工况进行监控,一般只有奢华品牌才会不计成本进行投入,这套系统也确保了冷却效率,保证该发动机在高功率输出工况下的稳定性。



车叔总结


通过这三大黑科技,新上的2.0T发动机,最大功率达到了243kW(330hp),最大扭矩达到450N·m,还能够在2250rpm-4500rpm实现广域的峰值扭矩。


此外,48V轻混技术通过P0架构下BSG电机,在启停功能和起步响应上进行强化,减少发动机额外负载。作为一款中大型车,搭载这款发动机的新油耗只有7.8L/100km,非常优秀。‍


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