模块化是亮点 解析沃尔沃Drive-E动力总成

　　【 技术频道】汽车平台模块化相信大家都不陌生了，现在已受到主流汽车厂商的青睐。但又有多少人听过模块化发动机平台？沃尔沃汽车推出了全新的“Drive-E”发动机序列，就是采用模块化的设计理念，在环保节能与动力性能之间取得了很好的平衡。究竟“Drive-E”发动机序列有哪些技术特点？本文就来做个详细的介绍。

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● “Drive-E”是什么?

　　目前部分汽车厂商对于自家的技术都有一个名称作为包装，例如马自达的创驰蓝天技术(SKYACTIV)、本田的地球梦科技发动机技术(Earth Dreams technology)等等。而“Drive-E”是沃尔沃最新的一系列节能高效技术的总称，涵盖了发动机、变速箱、混合动力系统、生产平台等等。而Drive-E动力总成则包括三个方面，一是全新的模块化发动机序列（8款发动机），二是由爱信提供的8AT自动变速箱(代号AW TF-81 SC)，三是电子随速转向系统。

　　这套全新的模块化发动机序列（Volvo Engine Architecture），主要想达到的目的是强劲动力和低油耗，其在去年的下半年已海外市场投入，今年也将引入国内。

　　VEA发动机家族一共包括8台发动机，即4台汽油发动机(代号VEP)：T6、T5、T4、T3。4台柴油发动机(代号VED)：D5、D4、D3、D2，它们有一个共同的特点就是：全为直列四缸，拥有相同的缸径与冲程，而最先投入使用的是T6、T5和D4三台发动机，国内最先引入是T5发动机（搭载于XC60上：骑士变芯 试驾沃尔沃XC60 Drive-E T5）。关于沃尔沃DRIVE-E具体的来龙去脉，我们之前就做过解读，网友可移步至《沃尔沃Drive-E动力总成 模块化的魅力》进行了解。下一页就来看看有什么技术亮点。

● 模块化发动机有何技术特点？

　　传统燃油发动机要达到高效动力、节油减排的要求，无非要在这几方面精耕细作，如高效的增压系统、更高的燃油效率、高效的热管理系统、更低的内摩擦损耗、轻量化设计构件、有效的尾气处理。

　　1）极高的部件共用性

　　VEA发动机序列中（包括柴油版和汽油版），都是拥有相同的缸径和行程的。发动机的部分附件是完成可以互换的，如曲轴、下缸体、油底壳、机油本、发电机等等，而缸体、平衡模块也接近通用。当然考虑到发动机的性能差别，发动机本体的结构强度设计是有所差别的。

　　主要包含两个性能级别，即高功率与中功率级别的发动机和较低性能级别发动机。前者的缸体强度设计是按照柴油发动机峰值燃烧压力设计，而后者允许峰值压力值降低为140bar(接近汽油机的水平)。

　　2）构件轻量化设计

　　发动机采用高压铸铝缸体，内嵌铸铁气缸套。汽柴油发动机缸体不同的是，柴油发动机的缸体高度更高，缸套强度更强。缸套外层喷涂一层共晶铝合金来加强铝基体的基础，有效提升缸套的圆度从而使得活塞环张力减小。此外，轴承加固件也采用铝合金进行喷涂。

　　此外，还通过一系列措施对发动机本体进行减重，如为了降低轴颈的尺寸，曲轴采用锻钢来制造；通过采用衬套可以降低活塞销的直径；采用更长更轻的连杆等，最终可以降低20%的运动惯量。

　　3）降低内摩擦损耗

　　要提高发动机的效率，降低发动机各个运动部件之间的内摩擦也是重要的一环，VEA发动机也进行了一些列的措施进行优化，如通过降低活塞环切张力、活塞环PVD镀层、珩磨气缸套、活塞销表层DLC(类金刚石涂层)等等。此外，气门挺柱使用了DLC进行涂层处理，与铸铁制造的凸轮轴，可以有效降低滑动摩擦。

　　4）可变流量机油泵

　　可变流量机油泵，也是目前较为主流的发动机技术，简单来说就是，可以根据发动机高低负荷的工作状况，实时调节机油泵的流量输出，降低损耗。VEA系列发动机的机油泵主要通过电磁阀来控制机油泵的流量输出，传感器通过采集发动机转速、负荷、机油温度等数据进行实时调节。

　　5）发动机热力管理系统

　　由于汽/柴油发动机工作方式的不同，对于散热要求的不同，会使得它们的热管理系统也是有所差异的。汽油发动机装备了一个400W的电子水泵，可以精准智能控制冷却水流向，以实现发动机的快速热机和降低冷摩擦损耗。

　　柴油发动机采用的则是传统的机械式水泵（即由皮带驱动），可以通过水套中的液压控制阀进行流量的控制。如发动机启动时，控制阀关闭，水泵驱动的流量就降低，可以实现发动机快速暖机。

　　另外，柴油发动机也装备了一个15W的电子水泵作为辅助，主要有两方面的作用：一来可以从气缸盖取水为车厢加热（提供暖风），二来，可以将冷却液引至EGR冷却再循环尾气，以降低NOX污染物的排放。

　　6）模块化增压实现动力差异化

　　前面我们说了，VEA发动机序列中，发动机排量都是一样的，那怎么实现动力差异化？那就是模块化增压，即通过配备不同的增压系统来实现动力的差异化，如高功率版本采用了双增压技术(如T6采用机械增压+涡轮增压、D4则采用双涡轮增压)。

　　之所以说模块化增压，是指VEA发动机序列中，无论汽油或柴油发动机，还是不同功率等级，增压系统的安装位置以及主要端口都是相同的，有利于整车安装的共同性。

　　T6汽油发动机采用的是机械增压与涡轮增压模块，机械增压器（罗茨增压器）是通过离合器进行控制，与一个较大尺寸的涡轮增压器相配合工作。机械增压器是直接由发动机驱动的，所以在低速时可以提供快速的响应（弥补涡轮的迟滞），提升扭矩。而当发动机转速上升后，涡轮其主要作用，机械增压器也将停止工作。通过两者的优势互补，可以实现强劲动力的线性输出。

　　D4柴油发动采用的是双涡轮增压模块，两涡轮采用的是串联的连接方式，这种增压方式在2008年上市的2.4L柴油发动机上就已使用，只不过对其进行了进一步优化，采用小尺寸的涡轮也可以使得发动机在低速时也有较好的响应。

　　7）汽油中置直喷/双VVT

　　在缸内直喷系统中，大部分发动机采用的是侧装直喷，而VEA汽油发动机则采用中置直喷(即火花塞以及喷油器都安装在燃烧室顶部中间)，好处就是在起始分层燃烧和催化器加热方面更胜一筹。

　　进气管道中也设计了扰流设计，主要作用是提升进气与燃油的充分混合，从而提升燃烧效率。而进排气可变气门正时（双VVT），可以让发动机呼吸更顺畅，从而提升发动机的效能。此外，针对不同功率等级的发动机，工程师对冷却水套、进气端口、喷雾设计都进行了相应的优化，而通过燃烧室形状的优化设计，来实现不同的压缩比。(T5压缩比为10.5，T6压缩比为10.3)。

　　8）i-Art燃油喷射技术

　　VEA柴油发动机的燃油喷射采用的是闭环油量控制系统，喷射压力最大达到了2500 bar。这套系统被命名为i-Art智能精准喷射系统，包括了一个油压传感器、微型处理器(用于通讯和数据存储)、电磁控制阀等构件组成。

　　发动机控制单元可以从油压数据中计算实际的汽油喷射量，而且实时进行喷射调整。另外，这套喷射气筒还具备了自动补偿老化和磨损的功能，可以确保发动机在寿命期间稳定和可靠地运行。

　　9）模块化尾气后处理

　　汽油发动机（尤其是直喷发动机）要满足日益严格的排放法规，高效的尾气处理系统（三元催化器）必不可少。在VEA发动机序列中，尾气处理系统同样采用了模块化的设计理念，所有发动机的涡轮出口与尾气后处理的入口都在相同的位置点。

　　沃尔沃模块化的三元催化器的设计也是非常有特点的，由两个成90°排列的模块构成，外围采用冲压不锈钢板焊接而成。这种特别的无管连接的设计，流通损耗极低，而且气流可以很均匀地通过模块，提高三元催化器的利用效率。据介绍，这种设计沃尔沃还申请了专利。

● 爱信横置8AT变速箱

　　与DRIVE-E动力搭配的是爱信AW的8速自动变速箱，技术成熟可靠，不过与宝马的纵置8AT不同，沃尔沃采用的是爱信全新开发的横置8AT变速箱。