性能背后的隱情 淺談奔馳A45 AMG發(fā)動機(jī)
作為奔馳AMG的首款四缸發(fā)動機(jī),不僅受到技術(shù)人員的高度期待,其性能的好壞也關(guān)系到AMG這塊金字招牌能否在性能和品質(zhì)上繼續(xù)精益求精。從技術(shù)角度來看,其出眾的動力并不是那么容易的。
起初,AMG想開發(fā)一種基于Hyprex技術(shù)的動力系統(tǒng)。由于測試中引發(fā)的一系列其他工程問題,AMG最終放棄了這一計(jì)劃,改用了渦輪增壓4缸發(fā)動機(jī)。那么,你是想用奔馳現(xiàn)有的1.8L還是2.0L發(fā)動機(jī),還是開發(fā)全新的?很明顯,這是另一個(gè)問題,但首先我們可以確定的是,A45 AMG將采用7速動力換擋,同時(shí)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也會進(jìn)行特別的加強(qiáng)和調(diào)整,所以當(dāng)這些都準(zhǔn)備好之后,這臺發(fā)動機(jī)將比其他任何東西都重要。
所以AMG決定完全開發(fā)排量為2.0L的4缸發(fā)動機(jī),說到完全全新的開發(fā),其實(shí)是被迫的,后面會講到。這款發(fā)動機(jī)的外形尺寸、缸徑、沖程等與奔馳現(xiàn)有的2.0L渦輪增壓發(fā)動機(jī)一致,但這只是同尺寸。這樣做的好處是可以使用相同的外部組件作為現(xiàn)有的奔馳發(fā)動機(jī)。
M133發(fā)動機(jī)沒有采用CAMTRONIC可變氣門升程系統(tǒng),而是借用了奔馳雙可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。此外,它還配備了高壓燃油直噴和多火花點(diǎn)火系統(tǒng)。M133氣缸體由相對較輕的鋁材制成。為了保證其強(qiáng)度,工程師們采用了砂型鑄造的方法。相比壓鑄奔馳2.0L渦輪增壓發(fā)動機(jī),在砂型鑄造過程中可以加入更多種類的金屬元素,提高缸體的強(qiáng)度。這一切都是因?yàn)樵跍y試中,這個(gè)小怪物在做功沖程時(shí)的燃燒壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他們的預(yù)期,所以缸體的強(qiáng)化刻不容緩。氣缸強(qiáng)度滿足需求后,新設(shè)計(jì)的活塞、連桿、曲軸、凸輪軸和氣缸蓋將隨之而來。
為了最大程度地?cái)D出動力,技術(shù)人員選擇了稍大的渦輪增壓器,同時(shí)采用了雙渦管技術(shù),其最大增壓值可達(dá)2.8bar,但為了穩(wěn)定性和耐用性,增壓值最終調(diào)整為1.8bar。
以下視頻為M133發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)過程。通過臺架試驗(yàn),可以測試發(fā)動機(jī)在各種工況下的性能,收集到的數(shù)據(jù)可以對發(fā)動機(jī)進(jìn)行全面的分析,讓大家關(guān)注到最后燒紅的渦輪增壓器。
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該項(xiàng)目的R&D人員表示:面對如此高的功率輸出,我們幾乎要更換所有零部件,配套的變速箱和四驅(qū)系統(tǒng)也做了相應(yīng)的改進(jìn)。事實(shí)上,在一開始,我們計(jì)劃盡可能多地使用原始組件,但是隨著項(xiàng)目的進(jìn)展,我們發(fā)現(xiàn)滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)組件越來越少。此外,如此出色的電源性能自然需要高效的冷卻系統(tǒng)。與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)相比,M133發(fā)動機(jī)需要額外的20%冷卻效率,因此它還使用了新設(shè)計(jì)的冷卻水泵和水冷循環(huán)系統(tǒng)。
雖然這是一臺渦輪增壓發(fā)動機(jī),但不要認(rèn)為它不擅長“勇攀高峰”。目前這臺發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速限制在6700轉(zhuǎn),但在后期測試階段,已經(jīng)在7200轉(zhuǎn)反復(fù)測試,發(fā)動機(jī)沒有問題。最后,基于發(fā)動機(jī)最大功率和最大扭矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速點(diǎn),技術(shù)人員認(rèn)為沒有必要將發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速調(diào)得太高。
由于排放法規(guī)的限制,發(fā)動機(jī)必須考慮燃油經(jīng)濟(jì)性,但Tobias Moers先生認(rèn)為燃油經(jīng)濟(jì)性的考慮不會影響A45 AMG的性能,其0-100km/h的4.6秒加速時(shí)間和280km/h的最高時(shí)速都值得炫耀(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)。顯然,這給奧迪帶來了很大的壓力。奧迪Quattro(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)部門也在改進(jìn)其直列5缸2.5升發(fā)動機(jī),以釋放更高的動力性能。還有一點(diǎn)很重要,M133發(fā)動機(jī)符合將于2021年9月實(shí)施的EU6排放法規(guī),但奧迪RS3使用的這款5缸發(fā)動機(jī)顯然不行。
總結(jié):
托比亞斯·莫爾斯先生說:這款發(fā)動機(jī)和其他AMG發(fā)動機(jī)一樣強(qiáng)勁,并且通過了所有嚴(yán)格的測試。目前它的表現(xiàn)在同級別中是數(shù)一數(shù)二的。至于人們對其穩(wěn)定性的懷疑,我想作為M133的“親生父親”,以他對“孩子”的了解和油然而生的自信,我們或許會悄悄放下那份擔(dān)心。
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