縱觀目前的汽車市場,下到十萬出頭的國產SUV,上到百萬級別的豪華轎車,我們都能看到2.0T發動機的身影,2.0T也儼然成為了最主流的發動機選擇。那麼作為德國三大豪華品牌的BBA,它們的2.0T發動機到底都有哪些獨門絕活?誰又更勝一籌呢?今天我們就來剖析一下這三台2.0T發動機!
BBA 2.0T發動機上市時間
目前BBA三家最新的2.0T發動機分別是寶馬B48TU系列、奔馳M254系列以及奧迪在用的EA888 GEN3/3b系列,按照時間順序前後,我們先從奧迪開始說。
其實通過命名就能看出,奧迪目前在用的2.0T發動機其實就是源自大眾的EA888系列,只不過歷經了十多年的發展,現在它已經進化到了第3代產品,因此也被稱為EA888 GEN3(generation 3)。
A6L使用了EA888發動機
作為近十年世界上最知名的2.0T發動機,EA888系列承擔了大眾集團最重要的核心動力,對於奧迪更是如此。目前奧迪主流車型使用的是大眾第3代EA888發動機,2.0T排量擁有150-252匹多種功率形式(S3這類性能車發動機不計算在內),扭矩覆蓋了270-370N·m的範圍,擁有橫置和縱置兩種布局形式,並且支持前驅和四驅系統。
目前EA888主要分為兩個版本,分別是EA888 Gen3b(2015年誕生)以及EA888 Gen3(2011年誕生),這兩者在技術方面還是有一些區分的。
我們以A4L為例,40TFSI版本使用低功率的EA888 Gen3b版本(以下簡稱3b),3b版本主打高效率,最大的技術亮點在於採用了雙循環技術,也就是兼顧了傳統內燃機的奧托循環以及近年來比較流行的米勒循環。
通過AVS氣門升程以及VVT可變氣門正時系統來調節進氣門的開閉時間,在發動機吸氣衝程時提前關閉進氣門,來實現發動機內部的膨脹比大於實際壓縮比,從而提升熱效率,降低油耗。因此,EA888 3b發動機的熱效率也達到了37%,相比高功率版的35.4%左右提升明顯。
從參數來看,低功率的EA888擁有190馬力、320N·m的參數,放在A4L上能夠實現7.9秒的0-100km/h加速性能,同時還能帶來同級別上乘的油耗表現,確實可以說兼顧了性能和經濟性。
此外,3b發動機的直噴系統噴油壓力為250bar,這個數據放到2020年其實並不算高,因為已經有很多發動機用上350bar的高壓噴油系統了。但儘管如此,相比高功率使用的200bar噴油壓力還是更高一些,能夠讓空氣和燃油更好地混合,來提升燃燒效率。
而在A4L的45TFSI車型上,奧迪則為這台車搭載了高功率的EA888 Gen3發動機,最大馬力252匹,最大扭矩370N·m,這個參數對於非性能車的2.0T來說已經稱得上優秀。為了實現較高的動力輸出,高功率版的發動機並沒有使用雙循環技術,因為在高功率輸出的狀態下,米勒循環反而會拖後腿,並且壓縮比也從3b版的11.7降到了9.6,就是為了進一步提升發動機的動力表現。
在基本技術方面,第三代EA888最大的特點在於採用了進氣歧管+缸內雙噴射系統,在低負載時使用進氣歧管噴射減少積碳和噪音,在高負載時使用缸內直噴來提升性能。EA888 Gen3/3b也是目前BBA三款2.0T發動機中唯一採用雙噴射技術的發動機。
此外,儘管EA888已經演變到了第3代,但這台發動機卻依然採用了鑄鐵缸體的設計,而非目前更加主流的全鋁缸體,這也是讓很多人詬病的地方。可目前來看,對於EA888這台發動機,鑄鐵缸體反而成為了一個最大的特點。
眾所周知,大眾和奧迪有眾多搭載EA888的鋼炮,不少車主在買車後也會選擇刷ECU來提升車輛的動力。之所以EA888車主敢放心大膽地刷程序,也正是因為鑄鐵缸體相比全鋁缸體擁有更耐操的體質,相比“易燃易爆”的寶馬B48要皮實很多。
至於大家擔心的EA888發動機燒機油問題,其實第三代的EA888已經通過將活塞環造型更改為波浪式結構的方法做出優化了。得益於這種結構能擁有更好的刮油效果,所以目前市面上基本聽不到抱怨EA888發動機燒機油的聲音了,這也算是解了不少大眾、奧迪粉的心結。
此外,EA888發動機還全系使用了單渦管渦輪增壓器,相比現在更為流行的雙渦管系統,單渦管增壓器的排氣容易產生干涉,影響渦輪增壓器的響應速度,這項技術以當下的眼光來看同樣比較落後了。好在EA888使用了當下主流的電控渦輪旁通閥,能夠實現更快的渦輪響應速度,提升低扭表現。並且能夠根據不同負載由電腦決定旁通閥的開閉,降低增壓壓力,進一步減小油耗。
總結來看,EA888的技術亮點談不上很多,雙循環、雙噴射以及鑄鐵缸體算是EA888系列比較有代表性的技術,但在渦輪、噴油壓力方面的確略顯落後。但是儘管如此,EA888依然可以說是目前最棒的2.0T發動機之一,而且通過車主反饋來看,第三代機型燒機油的現象也大幅減少,加上不錯的燃油經濟性和動力表現,EA888其實要比很多人的固有印象強不少。
說完奧迪,咱們接下來說說寶馬。目前寶馬最當家的發動機自然是最新的B48TU系列了,相比此前的B48系列,TU代表了“TechnologyUpdate”,也就是技術升級,這台發動機在全新一代3繫上進行了首次應用,未來將逐步成為寶馬集團的主力2.0T發動機,包括5系、X3等車型都會換上B48TU系列。
同樣的,B48TU也擁有不同的功率版本,以3係為例,320使用的是156馬力的超低功率版本,325則是184馬力的低功率版本,330則為258馬力的高功率版本。其中高、低功率版的發動機在結構上有明顯區別,並非簡單通過改變增壓值、噴油量等參數來實現的。
首先我們先來說低功率的B48TU發動機。相比高功率發動機,低功率版最大的區別在於使用了集成式缸蓋設計,通過將複雜的排氣歧管集成在缸蓋內部,並在周圍布置由冷卻液包圍的管路,來共同參與發動機內部的熱管理。這樣做的好處是可以降低發動機的廢氣溫度,在冷啟動時能夠加快發動機水溫上升,減小冷啟動摩擦阻力,降低油耗。
而高功率版則使用了傳統的外置排氣歧管設計,因為高功率發動機的廢氣溫度更高,對於排氣的散熱要求也就更高,此時如果採用集成式設計,反倒會打破發動機內部的熱循環。其實,其它廠家的一些高低功率發動機在結構上也是有所區分的,低功率主打效率,高功率主打性能,完全走兩個風格的技術路線。
說完B48TU高、低功率發動機的差異,接下來我們來看看B48TU的一些亮點技術。
作為上代“機皇”N20的繼任者,寶馬B48發動機最大的亮點在於模塊化、高效化這兩個方面的提升。基於單缸500ml容量誕生的B系列模塊化發動機,共推出了直列三缸B38、直列四缸B48以及直列六缸B58這三種排量版本,並且分別有高低功率搭配。
理論上來說,把B48並列兩台,也可以誕生出4.0T V8發動機。把B58並列兩台,就能變成6.0T V12發動機。不過由於寶馬目前已經戰略放棄了V12發動機,所以我們可能看不到模塊化B系列的V12發動機了。
說回B48發動機,模塊化的設計讓它擁有了更小的研發成本,同時對於不同車型的適應性也更強,這也就是為什麼B系列發動機遍布寶馬以及MINI各個車型的原因了。所以,從模塊化的角度來說,寶馬B系列發動機是BBA三個品牌中模塊化程度最高的。
而從缸體結構上來說,B48TU使用了一體式設計,將傳統的中缸和曲軸箱合二為一,同時全鋁的缸體還採用了無缸套設計。
寶馬在B48TU發動機的缸壁上使用了LDS塗層,其工作原理是將具有良好導電性的金屬絲進行加熱,然後通過高壓將溶液噴塗到氣缸壁上,雖然只有0.3mm,但是塗層非常耐磨,並且可以將燃燒室的熱量傳遞給曲軸箱,能夠一定程度提升車輛的散熱性能,降低工作溫度。
為了發動機的輕量化,B48TU的發動機曲軸也使用了輕量化高強度材料打造,比老款的B48減重1kg,而強度則並未下降。
此外,B48TU的皮帶結構也有很多調整。其中皮帶的張緊器不再獨立設計,而是與發動機集成在一起,這樣能夠進一步降低發動機的重量。
除了缸體結構外,B48TU系列還使用了目前主流的350bar高壓噴油系統,能夠提供更好的燃油霧化效果,搭配42kV高壓點火系統,發動機內部的燃燒效率更高,對於熱效率和燃油經濟性都有幫助。而且350bar的高壓噴油系統也要高於EA888所使用的200/250bar噴油系統。
在渦輪增壓器方面,B48TU也延續了寶馬使用多年的雙渦管渦輪增壓器,搭配電控渦輪旁通閥,能夠帶來最佳的動力響應以及燃油經濟性。所以從渦輪增壓器的角度來說,B48TU的確要比EA888更為先進。
總體來說,寶馬的B48TU發動機是傳統內燃機技術的集大成者,在動力、效率、集成度方面幾乎都達到了2.0T發動機的最高水平。但是需要注意的是,低功率的B48TU和高功率版結構是完全不同的,因此各位低功率的325車主千萬不要盲目刷ECU,很容易對發動機造成嚴重的損害。
相比高效均衡的B48以及改裝潛力出色的EA888,奔馳全新的M254發動機則是將“電氣化”三個字融入到了骨子裡。這款發動機初次使用是在中期改款的奔馳E級上,將逐步取代現款的M264成為奔馳家族最主力的動力總成。
與B48相同的是,奔馳M254同樣採用了無缸套設計,在缸壁內部使用了Nanoslide缸壁鍍膜技術。這項技術是在缸壁內部噴塗一層等離子塗層,形成一個缸壁的保護層,不僅耐磨,而且還能降低摩擦阻力,提升發動機的工作效率。
此外,去掉了傳統的缸套結構後,發動機的重量也得以減輕。但是無缸套的設計都存在一個共同的問題,那就是耐操性差。如果發動機經歷了改裝,或者是保養不到位,一旦發生活塞偏磨,中缸被磨損幾乎是無法修復的。這一點上,採用傳統缸套、鑄鐵缸體的EA888確實更加皮實。
在M254的核心“電氣化”技術上,奔馳繼續為它用上了48V輕混系統,而且相比此前M264使用的BSG皮帶電機(Belt-driven Starter Generator),全新的M254則使用了更加先進的ISG(Integrated Starter Generator)電機技術。顧名思義,BSG電機也就是在發動機皮帶一端的啟動/發電機,通過更大的功率實現更快的啟動速度以及更高的發電功率。
而ISG電機的核心在於取消了傳統的皮帶結構,原本由發動機皮帶負責帶動的空調壓縮機變成獨立純電驅動,ISG電機則位於發動機的飛輪一端(發動機末端),夾在發動機和變速箱之間,負責啟動、發電以及輔助車輛加速。
這也就意味着,電機在工作時不再需要強制通過發動機曲軸傳遞,而是可以直接與變速箱匹配工作。因此,發動機在低速行駛或者減速滑行時可以徹底熄火,由ISG電機負責車輛的動力傳遞以及電氣化系統的運轉,能夠最大程度提升車輛的燃油經濟性以及動力響應。
除了48V輕混以及ISG電機外,奔馳招牌的可變氣門升程系統、多重噴油壓電式噴油嘴、多重火花塞點火系統、350bar高壓直噴等技術也都係數出現在了M254上,可以說這是目前奔馳技術最先進的家用級2.0T發動機了。
至於全新AMG A45 S的M139發動機,那是出自AMG工程師之手的神物,完全跟家用車不在一個級別,這裡就不做無意義的對比了。
總體來說,BBA三家在各自2.0T發動機領域可謂有着鮮明的技術差異,奧迪(大眾)的EA888堅持傳統路線,鑄鐵缸體、鑄鐵缸套為它帶來了無與倫比的耐操性和改裝潛力,同時Gen3b所採用的雙循環、雙噴射技術又為它帶來了出色的熱效率和燃油經濟性。EA888的缺點在於鑄鐵缸體的重量偏重,對於車輛前後平衡性以及操控性不夠友好。而且相對較低的噴油壓力在性能以及燃油經濟性方面也有提升的空間。
而寶馬的B48TU系列則是2.0T發動機的集大成者,雖然沒有花哨的48V輕混加持,但勝在零件集成度極高,運轉效率高,模塊化和輕量化程度也非常優秀,除了8系和X7以外,我們可以在所有的寶馬車型上看到B48系列發動機的身影。不過,B48系列發動機並不適合玩車人群,天生獨特的體制註定了它很難像EA888那樣輕易地刷ECU提升動力,略顯嬌貴。
奔馳的M254則更像是布局未來市場的產物,領先的ISG電機為它帶來了更好的啟停響應速度、更平順的加速感受以及更出色的燃油經濟性。儘管目前來看,電機對於發動機性能的輔助依舊十分有限,不過天生無皮帶的設計也就意味着它可以隨時與輕混或者PHEV插電混動系統匹配,對於新能源市場可謂是非常友好了。遺憾的是,我們現階段依舊沒有機會體驗到搭載M254發動機的車,好在目前北京奔馳已經國產了M254發動機,搭載這台發動機的全新一代奔馳C級(長軸代號V206)也將在今年推出。
總體來說,BBA三家在技術上沒有任何一家能夠實現碾壓式的勝利,只能說思路不同導致結果不同罷了。
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