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奧迪的這場動力革命已經(jīng)不容忽視

454398 ? 來源:工程師吳畏 ? 2018-12-26 11:00 ? 次閱讀

在德國慕尼黑機場,T1 航站樓和 T2 航站樓之間,有一塊 700 平米的展廳,從 1998 年就開始了運營,僅 2016 年間,就有約數(shù)十萬的人造訪這里。

它的名字叫「myAudi Sphere」,是奧迪的展廳,所有的顧客、客戶和奧迪的經(jīng)銷商可以在這里了解到這家車企的最前沿零售方案,當(dāng)然還有很多最新的展車,日內(nèi)瓦上那臺性能版本的 Q8 Sport 概念車就在這里躺著,真的是恨不得你一下飛機就先逛一圈,感受一下德國汽車制造的魅力。

但在看到這些的時候卻不得不帶著一個疑問:電動時代,在德國,像奧迪這樣的大廠在動力方面究竟在做什么?還在固執(zhí)的提升內(nèi)燃機的效率,亦或是已經(jīng)做好的轉(zhuǎn)戰(zhàn)電動化的準(zhǔn)備? 而這又會像手機時代諾基亞,還是 HTC 那樣大刀闊斧的轉(zhuǎn)型?我們來扒一扒奧迪在動力系統(tǒng)方面所做出了哪些改變。

啃「老本」?內(nèi)燃機里的再創(chuàng)新

說到奧迪的動力系統(tǒng),不得不先提到經(jīng)典的 TFSI 和 TDI 發(fā)動機,簡單解釋下:

「TFSI」則是帶渦輪增壓(T)的 FSI 引擎,簡稱 TFSI,F(xiàn)SI 即燃油分層噴射引擎(Fuel Stratified ion)。

「TDI」是英文 Turbo Direct ion 的縮寫,意為渦輪增壓直接噴射柴油引擎。

這兩款已經(jīng)成為現(xiàn)在奧迪車型中的主流發(fā)動機產(chǎn)品,但奧迪依舊在不斷的改進這項技術(shù)。

舉個例子,增壓技術(shù),它就是為了讓燃燒效率達到盡可能極致,但是很多時候,新技術(shù)總有「副作用」。雖然渦輪增壓技術(shù)早已經(jīng)應(yīng)用于各類車型中,現(xiàn)在逐漸普及度也很高,優(yōu)點不多說,但缺點很明顯,首先就是響應(yīng)延遲,其次,渦輪將廢氣作為動力,廢氣的高溫高壓同時會讓進氣溫度升高從而密度降低,影響燃燒效率。

所以為了解決這些「副作用」燃燒多數(shù)解決方案就是加個中冷器進行冷卻,但這卻增加了渦輪發(fā)動機的重量,同時可靠性也受到影響。奧迪想了一個好辦法,使用電動壓縮機(EPC):簡單說就是輔助廢氣渦輪的電動渦輪,可以保證低轉(zhuǎn)速的泵壓效率,并減少渦輪遲滯。

EPC 可在斷電狀態(tài)以及低發(fā)動機轉(zhuǎn)速啟動時支持兩臺渦輪增壓器同時工作。EPC 位于增壓空氣冷卻器后面的旁路內(nèi),其內(nèi)部集成了一臺緊湊型電機,該電機可在不到 250 毫秒的時間內(nèi)將壓縮器葉輪加速到每分鐘 70,000 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。

而除了電動壓縮機(EPC),AVS(奧迪可變氣門升程系統(tǒng)),VTG(可變幾何渦輪)、EGR(低壓廢氣再循環(huán))系統(tǒng)等等,甚至沿用嚴(yán)格的輕量化原則,改善氣缸壁上所采用的特殊涂層,奧迪在接近所能的一點一點壓榨燃油發(fā)動機的極限,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男碌募夹g(shù)不斷的彌補傳統(tǒng)燃油發(fā)動機米勒循環(huán)的不足。

集團協(xié)同效應(yīng)「V 型發(fā)動機戰(zhàn)略」

而在鼓吹「自動駕駛」的這一波熱潮中,言辭激烈的總會有這么一個觀點「汽車廠商這么多年所在廣告中宣傳完美的駕駛體驗,其實在現(xiàn)在是一個偽命題,現(xiàn)在駕駛對我們來說反而并不友好?!?/p>

但未來除了自動駕駛汽車之外,還有一類車并不一定會被自動取代,那就是帶給你更強烈的「駕駛體驗」的高性能賽車,所以這也是為什么你看到很少有超跑公司去宣傳自動駕駛,當(dāng)然奧迪也看到了這個機會。

所以說到奧迪的 V 型發(fā)動機,它從誕生至今已有 29 年的歷史——1988 年,3.6 升八缸發(fā)動機首次出現(xiàn)在奧迪 V8 的車中。90 年代發(fā)動機技術(shù)得到迅猛發(fā)展之后,2000 年,更是誕生了一顆耀眼的明星產(chǎn)品:安裝搭載于在奧迪 RS 4 Avant 車中上、排量為 2.7 升的 V6 雙渦輪增壓發(fā)動機,這款發(fā)動機的功率和扭矩分別達到了 279 千瓦(380 馬力)和 440 ?!っ?,刷新了當(dāng)時中型車的記錄。

如今,奧迪在 A4、A5、A6、A8、Q5、Q7 等所有基于 MLP(縱置模塊化平臺)的系列車型上均采用了 V6 和 V8 發(fā)動機。

而奧迪和保時捷正在發(fā)動機的研發(fā)領(lǐng)域開展密切合作:兩個豪華品牌在其車型中都采用了強大、高效的 V6 和 V8 火花點火發(fā)動機。這可以說作為同是隸屬大眾集團的公司,這次合作是一個集團內(nèi)的協(xié)同效應(yīng),而未來這種模式還能夠降低生產(chǎn)成本,為生產(chǎn)線帶來了經(jīng)濟效益。

奧迪動力總成開發(fā)主管尼古拉·阿爾代(Nikolai Ardey)表示:「雖然奧迪和保時捷的目標(biāo)客戶都分布在中高端細(xì)分市場,但這兩個品牌對其他客戶群體也具有吸引力。在這樣的情況下,讓兩個品牌共享某些技術(shù)和工程任務(wù)不僅合情合理,而且也是符合需求。」

奧迪負(fù)責(zé)研發(fā)新一代 V6 火花點火式發(fā)動機(代碼 EA 839),保時捷則負(fù)責(zé)研發(fā)新一代 V8 發(fā)動機(內(nèi)部代碼 EA 825)。目前,這款發(fā)動機已應(yīng)用于 Panamera 渦輪增壓車型。奧迪也計劃在其新一代旗艦 A8 車型上采用這款發(fā)動機。V6 TFSI 發(fā)動機包括 3.0 TFSI 版本以及高性能的 2.9 TFSI 版本,發(fā)動機都是由奧迪牽頭研發(fā),同時保時捷也在使用。

特別的「輕度」混合動力技術(shù)

電動時代,除了改進現(xiàn)有產(chǎn)品,整合資源之外,當(dāng)然要有所作為,奧迪也正在開始推進驅(qū)動系統(tǒng)電氣化進程。

2017 年年中,全新輕度混合動力車(MHEV)將開始加入產(chǎn)品線。目前奧迪有兩種 MHEV 驅(qū)動系統(tǒng)。

四缸發(fā)動機將采用我們熟悉的 12 伏電氣系統(tǒng)。

六缸和八缸發(fā)動機以及 W12 氣缸組則將采用全新 48 伏系統(tǒng),并作為車輛主電力驅(qū)動系統(tǒng)。

主要和大家說說這個全新 48 伏系統(tǒng)。這項新技術(shù)在柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機上都可以適用,先說它的兩個優(yōu)點:

可在新歐洲駕駛循環(huán)(NEDC)中將 V6 汽油發(fā)動機的油耗降低多達 0.7 升/100 公里。

與發(fā)動機內(nèi)部的其他能效技術(shù)不同,這套 MHEV 驅(qū)動系統(tǒng)將提升駕乘舒適性,因為它們可在最高車速為 160 公里/小時的較大車速范圍內(nèi)靜音滑行。

其實早在今年的日內(nèi)瓦車展上,奧迪以奧迪 Q8 運動概念車展示了其新技術(shù)的潛力。其 48 伏電氣系統(tǒng)集成了進一步開發(fā)的 MHEV 驅(qū)動系統(tǒng)以及之前我們提到的電動壓縮機(EPC),這兩個組件搭配使用,將汽車的動態(tài)水平提升到了新的高度。效率也得到了提升——在駐車時的低速下,該車也可以依靠電力驅(qū)動。

奧迪在全新 A8 中的輕度混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包含兩個中心組件。

一個組件是位于發(fā)動機前端的一個皮帶傳動發(fā)電機啟動器(BAS)。它可以產(chǎn)生高達 12 千瓦功率、60 ?!っ着ぞ氐幕厥账?。

另一個組件是充電容量為 10 安、恒定電壓為 48 伏的鋰離子電池。

在新款大型轎車中,新研發(fā)的 48 伏動力系統(tǒng)是車輛主電氣系統(tǒng),12 伏電氣系統(tǒng)當(dāng)然也在。而這套系統(tǒng)可以讓我們在車速為 30-160 公里/小時時,停止加速,車輛可以在發(fā)動機完全關(guān)閉的情況下滑行 45 秒。在緩慢滑行期間,起停系統(tǒng)將從 22 公里/小時開始。

而這里還要提到一個奧迪的「黑科技」,其實在許多情況下,減速期間的能量回收將比滑行更高效。所以為了確定兩者中哪個更高效,奧迪 A8 的驅(qū)動管理系統(tǒng)使用了前置攝像頭,以及來自預(yù)測式效率輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、存儲在導(dǎo)航系統(tǒng)中的路線數(shù)據(jù)和由高度聯(lián)網(wǎng)傳感器組提供的其他數(shù)據(jù),來進行多重的判斷。

從中期來看,奧迪計劃將泵和壓縮機等輔助裝置轉(zhuǎn)換為 48 伏電氣系統(tǒng),然后根據(jù)要求進行更精確的控制,同時讓它們具有更輕量、更緊湊的結(jié)構(gòu)。但它同樣為例如車窗加熱或音響系統(tǒng)供電。不過,小型裝備,比如控制單元或燈,還是會使用原有的 12 伏系統(tǒng)。

奧迪正在將 48 伏電氣系統(tǒng)和 MHEV 技術(shù)投入量產(chǎn)。未來幾年內(nèi),其他奧迪系列車型也將步入新輕度混合動力車型范圍。新的架構(gòu)可實現(xiàn)更大的功率和扭矩,創(chuàng)新的功能將可以節(jié)省更多燃油,同時達到越來越收緊的排放標(biāo)準(zhǔn)。

油箱里的革命

當(dāng)然最后不得不提到奧迪的「tron」家族,奧迪 A3 Sportback e-tron 插電式混合動力汽車在國內(nèi)的上市,讓更多的人了解到了「e-tron」這個名詞,其實奧迪不光有「e-tron」,還有「g-tron」和「h-tron」,分別代表了 CNG 天然氣,和氫燃料電池技術(shù)。

所以這個「tron」并不是指某款車型,而更像是能夠代表奧迪轉(zhuǎn)型車型的符號。除經(jīng)典的 TFSI 和 TDI 發(fā)動機以外,奧迪確實正在把更多資金投入研發(fā)替代驅(qū)動系統(tǒng)?!竐-tron」可能大家已經(jīng)有所了解了,這一次,我們聊聊這個備受關(guān)注的「g-tron」車型,它是使用天然氣或壓縮天然氣 CNG 驅(qū)動,同時生成奧迪 e-gas,最終目的是為了實現(xiàn)車輛出行的碳中和。

但簡單來說,這輛車和就是我們國內(nèi)的后改裝使用天然氣的出租車是一個道理,同樣采用的是 CNG 天然氣,但奧迪的還希望這個天然氣的來源依舊是純凈的,實現(xiàn)真正意義上的碳中和駕駛,所以有了奧迪 e-gas:

工廠使用可再生能源產(chǎn)生的電力將水分解成氧氣和氫氣。在中期,氫氣也可以作為燃料電池車的燃料。然后氫氣與來自周邊垃圾沼氣廠的二氧化碳發(fā)生反應(yīng),生成甲烷或奧迪 e?gas。

當(dāng)然還有福利是,奧迪將為在 2018 年 5 月 31 日前訂購 g-tron 車型的客戶保證三年碳中和燃料供應(yīng),作為車輛標(biāo)配。另一個好處就是在天然氣運行狀態(tài)下,奧迪的 g-tron 車二氧化碳排放量將降低 80%。

但可惜的是目前還沒有引進國內(nèi)的計劃,奧迪官方人員給出的解釋是雖然國內(nèi)有很多加氣站,但目前多數(shù)并不開放給大眾,需要協(xié)商,所以暫時還沒有這個計劃,但不排除未來有可能落地。

雖說和燒天然氣的出租車是一個道理,但奧迪在 A4 Avant g-tron 和 A5 Sportback g-tron 兩款車型的后部加裝了四個圓柱形 CNG 氣罐,因此每個氣罐都有其特定尺寸。同時它也有一個 25 升容積的汽油油箱。

但這么多東西裝進去,后備箱是不是沒位置了?這就要說到「原廠」和「后裝」的區(qū)別了,雖然取消了備胎凹座,蓄電池從后備廂移至發(fā)動機艙,但四個氣罐在最初設(shè)計的時候就融入到了車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,所以最后保留了一個完整的后備箱空間,你根本看不出來這是一臺依靠天然氣驅(qū)動的汽車。

當(dāng)然除了氣罐的改裝,奧迪在這臺車的引擎上也下了很多功夫,活塞和氣門經(jīng)特殊改造后適用于天然氣運行,實現(xiàn)最佳壓縮比,并且采用奧迪開發(fā)的高效「B-Cycle」燃燒過程。

當(dāng)然,這輛車也背負(fù)這奧迪沉重的期望,今年 5 月初,大眾汽車集團、加油站運營商和供氣網(wǎng)運營商宣布簽署有關(guān)加大 CNG 汽車項目力度的聯(lián)合意向聲明。其目標(biāo)是與其他汽車制造商一起,在 2025 年之前將德國的 CNG 車輛規(guī)模擴大十倍,達到 100 萬輛。同時,到 2025 年前,將德國的加油站網(wǎng)絡(luò)將從目前的 900 家站點擴大到 2000 家。

其實除了 e-gas 項目以外,奧迪還正在研究其它可持續(xù)燃料:奧迪 e-fuels。奧迪 e-diesel、奧迪「e-benzin」(e-gasoline)和奧迪 e-ethanol 都是最新一代的合成燃料。所有這些燃料的生產(chǎn)過程吸收了大量汽車運行期間排出的二氧化碳——即二氧化碳被回收利用。

其實 20 多年來,乘用車的油耗和排放水平已經(jīng)在新歐洲駕駛循環(huán)(NEDC)中得到確定。但在 2017 年 9 月,該測量程序?qū)?WLTP(全球統(tǒng)一輕型車測試程序)所取代,目的是為了體現(xiàn)更符合歐洲新的交通和駕駛條件的實際數(shù)據(jù)。

這套新標(biāo)準(zhǔn)也能比以往更加真實地體現(xiàn)出排放水平和燃油消耗率。而在這之后就是征稅的基礎(chǔ),政策的變動,于是這也能夠感受到奧迪不遺余力的做這些新的項目的意義。

另一方面,也許就像我們當(dāng)時鼓吹電商平臺一樣,相信終究會取代線下渠道,但到頭來我們發(fā)現(xiàn)依舊是線下渠道霸占這大頭,取代道阻且長。新能源汽車也一樣,全球燃油汽車巨大的保有量讓轉(zhuǎn)型這件事并不能像智能手機一樣快速普及開來,所以為了奧迪目前的改進更多的還是以燃油為主,竭盡所能來壓榨燃油發(fā)動機的效率,而新的 48 伏電機更多的作用也是在輔助提升燃油車效率,同時優(yōu)化駕駛體驗。

除了這些嘗試,在 2020 年前,我們也能看到奧迪將推出的 3 款全新的純電動 e-tron 汽車,其實對于動力系統(tǒng)技術(shù)的布局,相比對于自動駕駛的需求對奧迪來說更加迫切,而在眾多大廠中奧迪的這場「動力革命」已經(jīng)不容忽視。

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