最近有一台车性能很炸裂,那就是柯尼塞格Gemera,这辆车百公里加速时间只有1.9秒,驱动系统总功率1700ps,售价约1100万人民币,不过它搭载的居然是2.0T 3缸发动机!
它的动力布置很有趣,后桥左右车轮各配备一台电机独立驱动,3缸发动机布置在接近后桥的位置(中置),但它是用来驱动前轮,发动机曲轴上还串联了一个电机(可理解为ISG)。这种动力布置宣传起来比较有吸引力,因为3个电机加上发动机马力超过1700ps,电池电量足它就是这就这条路上的直线王,没电的话,官方就不与置评!
为何需要用3缸?因为后排坐的也是人啊!说到这,突然又想起了另一台车,没错就是宝马i8,作为跑车中的3缸鼻祖,i8可能是目前唯一一款配备3缸发动机但却没被喷的车。
我想很多人都很难理解,这么昂贵的跑车为何需要用3缸?或许我们大家可以从宝马i8(参数|图片)的设计上找到一些答案。
电气化之路
柯尼塞格Gemera 与宝马i8设计思路相似,两者都想造一款效率很高的车,这个效率可大致分为两个方面,一个驱动效率,一个是再生效率。于是它们就不约而同的把电机和发动机单独分开驱动前后桥。既然动力系统出现了发动机和电机,那就等于是新能源了。
新能源的驱动结构大致分为3类(见上图),A代表串联也就是增程式电动车(宝马i3(参数|图片)),B代表并联也就是插电混动(530le(参数|图片)),C代表混联也叫功率分流(第一代宝马X6混动(参数|图片))。D严格意义上说不是混动结构,而是一种四驱结构,业内叫分轴四驱,比如宝马i8。
新能源有道算术题,那就是电功率与机械功率之间的比例,电功率指的就是驱动电机功率,机械功率指发动机功率。如果你一味追求速度,那么肯定是电功率大,如果讲究效率,那么机械功率就要大,很显然,宝马i8选择了效率。
分轴式驱动方式优势很明显,发动机只管一个桥,那就省去了分动器、中央差速器和传动轴,而电机也不用被发动机这个累赘拖累,刹车时可以充分回收制动能量,一举两得。照着效率这个这个思路走下去,会发现气缸数多排量大的发动机,好像并没什么很大用处,保证动力只需提高电机功率,维持续航只需要一个小巧的发动机。
做小即做大
大家都知道混合动力是纯电动车的过渡方案,既然要设计一款追求高效的混合动力,排量很大的发动机有什么用?这样的一个问题有点困扰人,这么说吧,大排量气缸数多意味它体积和重量都大,虽然它可以提供相对大的功率,但维持功率所消耗的能量也大。
怎样能把动力和能耗做到平衡?欧洲的思路是缩缸,一方面气缸数量减少后发动机的重量随之降低,摩擦损失下降效率提高,更重要的是同排量之下,气缸数小的发动机单缸容积大,单缸容积大意味着发动机燃烧效率也能大大的提升,而且还不用缴排量税!
什么样的发动机叫优秀?当然是体积小马力大,柯尼塞格这台2.0T3缸发动机,升马力已达到305ps,升扭矩300N·m,增加气缸把体积做大没有一点意义。
前面不是说过要搞电气化?那普通轿车怎么能像i8那样做分轴驱动,况且轿车也没必要一定是四驱,随着电气化程度慢慢的升高,电机尺寸慢慢的变大,机舱哪有空间给变速箱和电机留个位置?
现在的变速箱还不够紧凑?已经小到不能再小了,而且再小下去也没有多大意义,大功率电机尺寸本身也不大,再缩小体积也难以实现。唯一可以缩短尺寸且不减少功率的就剩发动机了,考虑到以后的混动可能会配备双电机,紧凑型轿车上配备3缸发动机,显然能给日后电气化打基础。
更强更小功率更高,对发动机设计师来说本身就是一种挑战,而且这也符合未来的发展的新趋势,毕竟重量轻对油耗和操控都是有利的。回到正题,i8严谨来说并不是传统跑车,它是一种环保节能的概念产物,当汽车朝着电气化发展时,发动机的重要性就会逐步降低,于是发动机功率越来小,而电机功率慢慢的变大,那么这时候3缸的崛起就名正言顺了!
写在最后
欧洲厂商思路很清晰,我需要一个体积密度和功率密度高的发动机来保证它的续航,而发动机要让自己维持在一个高效率的状态又需要变速箱,但身处于燃油车向电动车过度的这个阶段,变速箱和电机都要有,而有了电机后不再需要发动机提供很大的功率,于是3缸就出现了。