日系發動機有什麼優勢?

相逢久是緣


在中國大眾的認知應該是德系技術領先,日系車比較落後。不信問問中國的各種老司機。但我深入看了很多文章,各種發動機數據,世界汽車產業500強,關於豐田,本田,馬自達,奔馳,福特,寶馬,通用等等的發展史,特別是進20年日本車技術的發展,又感覺日系才是技術狂魔啊!為什麼中國人會有這種印象呢?這題目討論到最後,必將討論到日本科技和德國科技誰好。誰的工業基礎雄厚!討論越廣泛,越深入越好。因為,這是我們需要了解的。

以前有很多文章分析不同的車型內外飾的風格如何,但我們在市面上看到的都是最後的成品,這些區別是在一早就被註定了的。所有技術的背後都是唯一的真理,實現它的方法有千千萬。德系和日系他們從根本的設計理念上出發,走的路線就不一樣。

以前在這個話題下說過,從零部件來說,德系喜歡鋪陳奢華大氣的方案,要用就用最好的,從源頭上滅絕潛在的問題,但成本要體現在價格上的。日系喜歡簡潔,對消費者潛在的使用情況進行精細的評估,你需要要多少他就給你多少,絕不多出一分一毫,你在得到相同的效果時,付出得更少,但也因此失掉了一些天馬行空的自由。

從整體來說,德系喜歡放權,把複雜的任務,分解成若干子任務並分配給各個子系統,每個子系統分攤一點,核心就輕鬆了,但是子系統也相對變得複雜。而日系喜歡收權,全部的工作都交給核心。對於整車來說這樣做區別不大,反正體現在消費者手裡的,都是一臺不錯的車,但對整個業內的市場格局,影響是巨大的,這是因為德日走在最前面,而上游對零部件的態度,直接影響到的是下游零部件的形態。

再說說發動機。

關於德系走增壓路線,日系堅持自吸,已經是老生常談了。從今天來看毫無疑問是增壓路線更流行,這真的說明德系更厲害嗎?事實上我覺得,這不過是上面所述內容的寫照之一而已。增壓器畢竟屬於外圍件,通過增壓器才能得到的東西,日系自吸就能完成,日系真的會更落後嗎?

大家都是為著達到同樣的目的而已,但選擇的方法不一樣。但各有所長的背後也意味著各有所缺。

德系的邏輯其實是,使用增壓器以後,從整車出發要達到相同的功率扭矩要求,排量可以下降,排量下降意味著整機尺寸縮小,不僅可以實現減重,也可以降低熱損失和摩擦損失,如此可以實現節油。小型化是節油的重要原因。儘管增壓器本身是會導致油耗升高的,可因為發動機最終是搭載在整車上的,增壓器能夠有效拓寬發動機的高效率區間,匹配整車以後是有利的,循環工況下的改善也就因此可以達成。這就是傳說中的Downsizing了。看看這個趨勢……

但小型化的另一層意思,是升功率極高,現在多的是能夠達到100kW/L以上的水平,過高的缸內爆壓對機械強度也有著更高的要求,並不是完全沒有代價,所以這條路線也有著極限,比如受限於體積,噴油嘴的佈置、增壓器的效率等等,都會存在一定的問題。當然,這些年的探索基本上已經決定了高升功率的下限是1.0T左右,而主流乘用車的需求是 1.5T左右,所謂的最佳排量也就是這樣的了。至於2.0T可以實現2.5L以上的動力目標,都是類似的。

不過這條路,當前也到了需要改變方向的時候。Downsizing儘管能夠在油耗上取得成效,卻難以滿足新的排放法規,以德係為代表的歐美派系也因此在謀求轉型。業內中的四大,有三大都在歐洲戰場,德國的FEV,奧地利的AVL,英國的Ricardo,無一例外地推薦米勒循環。

覺得有點眼生?如果說米勒循環的兄弟,是阿特金森循環,是不是想起來了?

對的,這兩者,都是日系車型宣傳已久的技術。

日系的情況呢?日系可以說有點個性。。。。。。

馬自達的轉子,本田的紅色都不消多說,你們可能比我懂的都多。

對於油耗和排放的壓力,日系喜歡從內裡出發,從燃燒解決問題。對於日系而言,增壓器更像是一個“提升功率”的外設,而不是用來解決油耗問題的關鍵。

比如呢?比如上面提到的阿特金森,創馳藍天就是極好的代表作。

提到這個作品的時候,普通人往往會被高達14:1的壓縮比嚇到,但實際上這是阿特金森的附帶效果,是“幾何壓縮比”,並不是“有效壓縮比”,並不能直接橫向的與常見的“10:1”那種壓縮比進行對比。

不論是米勒循環,還是阿特金森循環,核心的點都在於,阻止一部分的空氣進入到氣缸內,或者把已經進入氣缸的一部分空氣重新趕出去。這樣做的意義在於,把8份體積的空氣壓縮到1份的體積,消耗的能量要比壓縮10份體積空氣的能量要少,但是混入汽油點燃後,他們最終會都是膨脹到10份的體積,也就是說,阿特金森循環的收益更多。當然弱點也極其明顯,就是動力性比較弱。

動力不足怎麼辦?最容易想到的兩種解決方式,第一種是Skyactiv所謂的“雙循環”,需要節油時使用阿特金森循環,需要動力時,就轉換到普通的奧拓循環。第二種,就是上增壓器。

本質上,阿特金森循環與奧拓循環的區別主要就在於進氣正時的改變,只要改變進氣的相位是可以在兩種循環當中做切換的,可是普通的奧拓循環用不了14:1這麼高的壓縮比呀!這就是前面提到的“幾何壓縮比”,和“有效壓縮比”的區別。

說到日系的進氣正時,不提VTEC是說不過去的,這玩意的歷史

LiuS
在另一個答案裡已經說得很好,就不再提了。但其實這是一件很值得思考的事情,這項技術是人人都在用的東西,為什麼唯獨成為了本田的招牌?

也許你注意過路邊的汽車,都會貼著VVT之類的標誌,說的都是一回事。但實際上氣門的可變,分兩種,一種是氣門正時,一種是氣門升程,要實現的目的不太一樣。發動機的氣門升降是和轉速嚴肅相關的,這個齒輪轉多少,那個也就得轉多少吧?就這個意思。轉速升高也意味著每轉一圈的絕對時間縮短了,氣門開啟的時間不夠長,進氣量就不夠,這個事情促使了“可變正時”的出現。就以下圖所示的雅閣1.5T為例,紅色線代表進氣,黑色線代表排氣,Overlap就是所謂的相位重疊。可變正時的意義上實際上是調整兩條曲線的相對位置。但是不論怎麼調整他們的相對位置,曲線的輪廓是確定的,有沒有辦法調整這扇“門”的面積? 如果高峰期地鐵的門可以變成兩倍寬,是不是會好點?這其實就是可變升程的意義。

當然VTEC包含著更多的意義。還是以雅閣1.5T為例,比如,Overlap期間進排氣門都是打開的,從進氣到排氣相通,進入氣缸的氣體可以將廢氣擠出,看起來似乎是好的,但如果重疊角過大,也意味著部分氣體沒完全膨脹就被趕走,存在能量上的浪費。而雅閣1.5T是增壓機型,進氣壓力高於排氣,這就多了很多有意思,比如,為了提升低速扭矩,重疊角可以大一些,新鮮空氣更多可以抑制爆震,而排氣趕緊出去推動渦輪造增壓;隨著轉速升高,重疊角逐漸變小,缸內殘餘的廢氣會比較多,這麼做可以提高排氣壓力,在加速時能夠通過電子旁通閥迅速提高增壓壓力,等等等等。

回到Skyactiv,雙循環的方式固然是很好的,但並不是真正的“可變壓縮比”技術,與VCR相去甚遠。很多對Skyactiv的介紹文章都做了不同程度的誤導。

為什麼這個內容要說這麼多呢?

前面提到阿特金森和米勒實際上是兩兄弟,各個地方對他們的定義不太一樣,不同的場合裡時有混淆,但一般來說,現在比較常見的,會以進氣提前關閉還是推遲關閉來做區分,另一方面,阿特金森也逐漸帶上了“高熱效率,低性能,混動專用,低成本”這幾個標籤,而米勒則意味著“增壓,EGR,高熱效率,高性能,高成本”。

至於真正的可變壓縮比,第一個實現量產的也是日系,VC-Turbo去年火了好久,有興趣可以參考下面兩篇,不再贅述了。

以及還有EGR,通過將已經燃燒過的廢氣重新引入氣缸內進行燃燒,提高進氣壓力改善泵氣損失,降低缸內溫度抑制爆震,也可以起到很好的降低油耗的效果。當然,根據廢氣導入的位置,是在增壓器前還是後,還可以分為高壓EGR和低壓EGR,下面的答案可以隨便看看。

增壓器後廢氣已經消耗能量推動渦輪,壓力較低,這種低壓EGR目前尚有許多問題未解決,且性價比極低(但潛力極大,是未來的必經之路),而增壓器前取氣的高壓EGR,量產的已經非常多了,而且你猜對了,更多的出現在日系裡,豐田、本田、日產,等等。對於EGR來說,VTEC這類技術是極其關鍵的。

這就是區別所在了。德系更像劍宗,而日系更像氣宗。

對於發動機來說,燃燒,才是最本質、最核心的那一個,所以日系的熱效率更高,但是德系藉助了增壓器的力量,獲得了更高的動力性能,實現了更好的駕駛樂趣,各有所長。那麼想一想新能源的路線上德系和日系有什麼區別,是不是有了更多想法?

但兩個派系的兩條路線,基本上也都到了極致,未來這兩條路線會開始相互交叉。

未來的趨勢,叫做“RightSizing”。

新時期對發動機的要求,無非兩種,高熱效率和高性能。對於德系而言,如前所述,盲目的小型化是徒勞的,解決不了排放惡化的問題,對於日系來說,也逐漸需要強調功率扭矩響應性等等的目標。

“合適的才是最好的”。

結果就是歐洲開始流行深度米勒+EGR的概念,比如奔馳、最早量產LP EGR的阿爾法羅密歐,而日系也開始上增壓器了,比如日產的VC-Turbo,雷克薩斯的3.5T等等。

也就是說,米勒循環+EGR+增壓,不僅是德系的未來,也是日系的未來。

舉個主流家用車的例子?

還是以本田的1.5T(L15B7)為例吧,它確實是日系+德系趨同化的典型,性能是這樣的。

怎麼看這種圖呢?或者說這是什麼水平?

和原來的1.8NA相比,動力提升了(紅線向右延伸),油耗大幅下降。

這中間做了什麼呢?

核心的燃燒應用瞭如下技術:高滾流比進氣道設計,淺碟型活塞,充鈉排氣氣門,以及多孔噴射。這幾樣技術想要實現的,實際上是快速和均質燃燒,抑制爆震以提高壓縮比,抑制溼壁傾向,在增壓後更強的動力性能下同時實現低油耗的效果。

至於主軸承頸、連桿等關鍵零部件的減重、降噪優化,就不多說了,都屬於日系常規操作(不是說德系不這麼做,而是說日系做的特別的狠)。

事實上,高滾流比實現快速燃燒這幾年日系是做的很好的,至於輕量化則一直是日系的優勢,帶上低慣量增壓器和電子旁通閥以提升動力性能,自然能達到更好的水平。這款發動機就是前面提到的雅閣1.5L(L15BN)的前身,主要升級內容就是前面所提到的VTEC,油耗就不消說了,動力性能沒有辜負增壓的期望,與CVT的搭配之後能夠實現非常不錯的起步加速度。

這圖應該叫做“能夠幹掉思域的,就只有本家的雅閣”。。。。。。

德系類似,正在開始兼容日系曾走過的技術路線,未來一樣可期。誠然,新能源越來越近,但如前面所說,未來的發動機,會朝著高效率、高性能的兩個極端前進,起碼還有兩三代,十來年的時間。往後會被淘汰嗎?誰也看不見。經過前幾年的狂熱,大家現在對傳統到新能源的過渡,已經有了比較理性的認識,無法繞過的路,都是得一步一步走的。

所以啊……沒有孰高孰低,要我說,自主現在也能分到一杯羹了呢……


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豐田發動機穩定,皮實耐用,保守內斂,動力一般。本田俗話說買發動機送車,說明發動機挺不錯,技術控,扭矩區間比較大,比如思域。但這兩年1.5T發動機很不穩定。馬自達為造車而造車,主打操控,藍天技術也挺不錯,全系沒有渦輪增壓,發動機冷車啟動全小區都知道你媳婦一個人在家。尼桑發動機動力也一般,省油穩定,渦輪技術還需考研,主要賣沙發。



捨得是一種境界112880


一;耐搞。車都車報廢了,發動機基本不需要怎麼修。

二;省油,公認的省油。動力相對來說不是很強勁。

以上所說的只是針對於絕大多數市面上常見的家用轎車,不包括一些性能車。

日系的發動機之所以更省油,這是由於日本的國情所決定的。日本是一個島國,國內土地資源少,交通比較擁堵,公路相對蜿蜒路窄。這就導致了日本在研發之初就把燃油經濟性放在首位。

動力相對來說不是很強勁,是因為日系車大都使用自然吸氣發動機。不像德系車,大都使用渦輪增壓發動機。

日系車的發動機相對來說更穩定一些,這是因為日本車發動機的加工精度高,這和日本的國民素質以及理念文化也有關係,日本人普遍比較精細,質量把關非常嚴格。


歐陽汽車小課堂


不知道你的意思想表達的是什麼?是想表達日系車還是日系發動機?他說發動機,不知道你擔心發動機什麼?有誰能把發動機開壞的呢?車子壞掉都是車況和一些電路系統壞的吧!只要發動機正常保養,你有聽說過誰把發動機開壞掉的?如果你想說日系車,日系車不壞的原因。因為它的電子系統比較少。說白了就是高科技比較少。這就是耐久性好的原因。你可以想一下,零幾年的桑塔納它裡面什麼電子系統都沒有,為什麼開到現在還不壞?日系車就相當於零幾年的桑塔納。


車旅行


穩定性好。


樂建軒


自吸發動機耐用,增壓發動機個人感覺不成熟,只代表本人,謝謝


雪域雄鷹_18660


地球夢科技是本田2011年提出的,其內容與馬自達的創馳藍天同出一轍。主要核心並不只是發動機 ,還有優化後的cvt變速箱,降低內部摩擦提高傳動效率進而降低油耗。而大家常說的地球夢發動機就是在安全環保的前提之下,提高發動機工作效率、並取得良好的燃油經濟性。

地球夢發動機主要技術就是可變氣門升程、可變氣門正時、缸內直噴、雙凸輪軸等甚至活塞帶有特殊圖層 活塞環也都是低張力的,提高進氣量後可以燃燒更多的汽油,缸內直噴技術使混合氣燃燒更充分、動力響應更快,發動機功率得以進一步提高,可以說不把發動機壓榨到極限不罷休。



大眼哥的快樂生活


雖然愛國之心不能丟,但是技術無國界,日本發動機技術是世界上最好的發動機,一點都不誇張,奧迪燒機油,美國車發動機滲油,日系車發動機乾乾淨淨出奇的乾淨,個人觀點,不喜勿噴


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