[汽車之家 技術(shù)解讀] 在國內(nèi)提到合資混合動(dòng)力車型,,肯定很多朋友都會第一時(shí)間想到混合動(dòng)力版凱美瑞,,不過東風(fēng)日產(chǎn)新樓蘭混動(dòng)版車型的國產(chǎn),,則將混動(dòng)系統(tǒng)之前由一家獨(dú)大變成了花開兩朵各表一枝。豐田的混動(dòng)系統(tǒng)代表了一種常規(guī)的方式,,而東風(fēng)日產(chǎn)新樓蘭的混動(dòng)系統(tǒng)則代表了另一種反常規(guī)的方式,,那么這種反常規(guī)的混動(dòng)系統(tǒng)到底有什么不同?我們一起來看看,。
為什么采用機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī),?
這臺發(fā)動(dòng)機(jī)是日產(chǎn)2011年專為HEV車型(即混合動(dòng)力車型)所研發(fā),它的發(fā)動(dòng)機(jī)型號為QR25DER,,這臺發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有采用市面上流行的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),,也沒有使用直噴技術(shù),看到這,,大家肯定會有疑問,,為什么日產(chǎn)要反潮流而為之?
日產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)專家表示,,他們在調(diào)研的時(shí)候發(fā)現(xiàn),,在實(shí)際使用中,低轉(zhuǎn)速,、高負(fù)荷的使用情況比較多,,而這樣的工況則是渦輪增壓最不擅長的工作,但恰恰是機(jī)械增壓能發(fā)揮最大效能的地方(也就是低速扭矩大),。不采用渦輪增壓的話,,那么采用直噴也就沒那么必要了。其實(shí),渦輪增壓與直噴是解決尾氣問題時(shí)不可分離的兩大要素,,渦輪增壓器在渦輪殼體部分會有很多的熱容量,。發(fā)動(dòng)啟動(dòng)之后,這部分會吸收部分尾氣的熱量,,使得三元催化器中的催化劑無法快速達(dá)到工作溫度,,從而啟動(dòng)之后尾氣排放也會比較嚴(yán)重。而采用直噴的話,,可以改變噴射的時(shí)間,,使未燃燒的HC化合物留在尾氣中。由此可通過加熱催化劑來使尾氣排放達(dá)標(biāo),。
不過日產(chǎn)的工程師認(rèn)為,,使用機(jī)械增壓就不存在這種問題的,這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)與非增壓的QR25DE是一樣的,,將催化劑設(shè)置在排氣歧管的緊后方,,這樣催化劑就可以迅速加熱了。解決了催化劑快速達(dá)到工作溫度的問題,,那么也就沒必要必須使用直噴了,,采用歧管噴射還可以減少積碳等方面的問題。
當(dāng)然除了排放以及日常使用工況方面的問題外,,日產(chǎn)最終確定采用機(jī)械增壓還從成本,、安裝方式、效率以及功率等多方面來考慮,,經(jīng)過討論,,他們認(rèn)為渦輪增壓僅僅在功率方面要優(yōu)于機(jī)械增壓,而在其他方面兩種相差無幾或者機(jī)械增壓要優(yōu)于渦輪增壓,,因最終確定了現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓形式,。
這臺發(fā)動(dòng)機(jī)有什么技術(shù)亮點(diǎn)?
雖然發(fā)動(dòng)機(jī)型號與2.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅差1個(gè)字母,,但這臺機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在有些細(xì)節(jié)方面是有很大不同的,,比如集成化的水冷系統(tǒng),由于是專為HEV車型所匹配,,而HEV系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)的變頻器在工作時(shí)會有很大的熱量產(chǎn)生,,為保證變頻器正常工作,日產(chǎn)將發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)與變頻器的散熱系統(tǒng)進(jìn)行整合,,統(tǒng)一由發(fā)動(dòng)機(jī)的水冷系統(tǒng)來保證變頻器的正常工作,。
此外它還采用了電控主動(dòng)懸置系統(tǒng)來減少因發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),。至于連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng),、活塞DLC涂層等這些技術(shù)在這臺發(fā)動(dòng)機(jī)上都有使用。
電動(dòng)機(jī)+兩組離合器與電池
新樓蘭混動(dòng)系統(tǒng)使用的電動(dòng)機(jī)最大功率15kW(20馬力),最大扭矩160N·m,,它被巧妙的布置在了發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間,,同時(shí)搭配加特可專門給混動(dòng)車型提供的CVT 8 Hybird變速箱,使得在增加了一個(gè)電動(dòng)機(jī)的情況下,,依舊可以保證整套系統(tǒng)的體積與非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)一致,。
上面說了,電動(dòng)機(jī)是位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間,,而為精確保證系統(tǒng)的工作,,在電動(dòng)機(jī)兩側(cè)各設(shè)計(jì)了一組離合器來進(jìn)行控制,這里要特別說明的是電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器是干式多片離合器,,在電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候鎖止,,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)斷開;電動(dòng)機(jī)與變速箱之間的離合器為濕式離合器,,功能與普通變速箱的液力變矩器類似,,負(fù)責(zé)對動(dòng)力傳遞的分離和鎖止。
關(guān)于電池,,這臺車的電池容量只有0.6kWh,,是由40塊鋰電池組成,看到這塊相信大家也就意識到了,,這么小的電池容量是無法支持一臺車長距離用純電行駛的,。而日產(chǎn)的工程師也很坦誠,這套混動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義的混動(dòng)是不一樣的,,它存在的意義就在輔助駕駛,,至于怎么輔助,下面的文章會詳細(xì)說明,。
這套系統(tǒng)占空間嗎,?
從目前來看,由于這套系統(tǒng)的電池組設(shè)置在了中央扶手箱的位置,,因此中央扶手的儲物空間就受到比較大的影響,。
為何采用相同混動(dòng)系統(tǒng)的英菲尼迪QX60 Hybird將電池放在后座下部?新樓蘭并沒有采用這樣的設(shè)計(jì),?日產(chǎn)的工程師表示,,QX60 Hybird中央扶手箱的設(shè)計(jì)是無法容納40塊鋰電池組成的電池組的,而新樓蘭的是可以的,,而且新樓蘭布置在中央扶手箱處還可以節(jié)省一部分混動(dòng)系統(tǒng)高壓電線的成本,。
除了這套系統(tǒng)外,還有沒有其他選擇,?
熟悉日產(chǎn)混動(dòng)系統(tǒng)的朋友應(yīng)該有所了解,,其實(shí)日產(chǎn)的西瑪(CIMA),、風(fēng)雅(FUGA)以及英菲尼迪Q50/Q70L上使用的混動(dòng)系統(tǒng)與新樓蘭不一樣,上面說的三款車使用的是一套基于FR(發(fā)動(dòng)機(jī)縱前置后驅(qū))形式的混動(dòng)系統(tǒng),,而整套混動(dòng)系統(tǒng)也是3.5L的VQ35HR發(fā)動(dòng)機(jī)+67馬力電動(dòng)機(jī)組成,,電池方面則是日立提供的1.3kWh的鋰離子電池,這使得它在滿電情況下可以用純電行駛2公里,。
日產(chǎn)現(xiàn)有混動(dòng)系統(tǒng)詳情 | |||
使用車型 | 英菲尼迪Q70/Q50 | 英菲尼迪QX60/新樓蘭 | 新奇駿 |
驅(qū)動(dòng)形式 | FR(發(fā)動(dòng)機(jī)縱置后驅(qū)) | FF(發(fā)動(dòng)機(jī)橫前置前驅(qū)) | |
發(fā)動(dòng)機(jī) | VQ35HR 自然吸氣 | QR25DER 機(jī)械增壓 | MR20DD 缸內(nèi)直噴 |
電動(dòng)機(jī)功率 | 50kW(67馬力) | 15kW(20馬力) | 30kW(40馬力) |
電池組數(shù)量 | 96塊鋰離子電池 | 40塊鋰離子電池 | 56塊鋰離子電池 |
電池組容量 | 1.3kWh | 0.6kWh | 0.9kWh |
除此之外,,日產(chǎn)還有一套和新樓蘭混動(dòng)版類似的混動(dòng)系統(tǒng),那就是目前搭載著海外版新奇駿上的那套以FF(發(fā)動(dòng)機(jī)橫前置前驅(qū))形式的混動(dòng)系統(tǒng),,整套系統(tǒng)是由2.0L的MR20DD發(fā)動(dòng)機(jī)+40馬力電動(dòng)機(jī)組成,,而它的電池容量為0.9kWh,同樣這套系統(tǒng)也無法提供純電情況下驅(qū)動(dòng)車輛,。
『英菲尼迪Q70/Q50/QX60 日產(chǎn)CIMA/FUGA/新奇駿都采用了不同的混動(dòng)系統(tǒng)』
除了上面兩套系統(tǒng)外,,日產(chǎn)的第三套混動(dòng)系統(tǒng)就是目前用在新樓蘭和英菲尼迪QX60上的這套系統(tǒng)。經(jīng)過廠家的綜合分析,,F(xiàn)R形式的混動(dòng)是需要搭載3.5L V6發(fā)動(dòng)機(jī)的這樣的排量在很多國家會面臨高額稅費(fèi)的問題從而影響銷量,;而采用奇駿這樣的FF形式,則又會面臨動(dòng)力不能滿足低扭要求的情況,,因此最終日產(chǎn)選擇了給全新樓蘭使用2.5L機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)+20馬力電動(dòng)機(jī)的混動(dòng)系統(tǒng),,這樣既保證了動(dòng)力的要求,同時(shí)還能通過混動(dòng)系統(tǒng)降低油耗,。
混動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)解析
上文說了,,全新樓蘭的這套混動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)部分當(dāng)初設(shè)計(jì)的訴求就是輔助車輛行駛,那么它是怎么樣進(jìn)行輔助的呢,?
在車輛啟動(dòng)的時(shí)候,,電動(dòng)機(jī)與變速箱之間的離合器首先鎖止,通過電動(dòng)機(jī)將車輛帶動(dòng),,隨后發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的離合器也馬上鎖止,,讓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力繼續(xù)帶動(dòng)車輛前進(jìn),此時(shí)電動(dòng)機(jī)與變速箱之間的離合器首先分離,,這樣的設(shè)計(jì)可以降低在起步階段的油耗,。
而在急加速階段,這兩組離合器全部都鎖止,,電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都參與工作,,此時(shí)車輛的動(dòng)力響應(yīng)更快。
巡航階段的話,,兩套離合器同時(shí)鎖止,。此時(shí)車輛的動(dòng)力來源為發(fā)動(dòng)機(jī),而電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)變身為發(fā)電機(jī)可以為鋰電池充電,。
而在減速階段的話,,電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器分離,,電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)將動(dòng)能變?yōu)殡娔艽鎯υ谛铍姵刂校送饽芰炕厥諘r(shí)還可以幫助車輛減速,,減少車輛剎車片的耗損,。
通過在上面四種不同工況下的工作,,新樓蘭混動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的官方稱綜合油耗為8.2L/100km,,而新樓蘭同排量2.5L自然吸氣車型的綜合油耗則為9.0L/100km,相比較之下,,混動(dòng)版油耗還要低約10%,。
對操控和駕駛是否有影響?
說到混動(dòng)車型,,就不得不提到他們的駕駛和操控感覺,,比如部分混動(dòng)車型上,由于有了容量很大且很沉的電池組,,這使得他們在操控和駕駛方面多少還有些不盡人意,,而新樓蘭的這套混動(dòng)系統(tǒng)采用了日立開發(fā)的最輕薄鋰電池,整套電池系統(tǒng)重量也只有30kg左右,,這樣的重量在一臺家用車上完全可以忽略不計(jì),,這樣在提供較好的操控和駕駛性能的同時(shí)還能有較低的油耗,何樂而不為,?
總結(jié):
輔助駕駛是新樓蘭混和動(dòng)力系統(tǒng)最大的意義,,雖然它并不能像傳統(tǒng)意義上的混和動(dòng)力系統(tǒng)可以單獨(dú)靠純電驅(qū)動(dòng)車輛行駛,但在同樣能降低油耗的情況下還可以保證不錯(cuò)的駕駛和操作感覺,,這點(diǎn)上來看還是有吸引力的,。(文/汽車之家 翟元)
青睞阿特金森循環(huán) 談雷克薩斯混動(dòng)技術(shù)
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