为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
2.0T发动机能爆发280匹马力并不稀奇,回想下好多年前日本在君子协议的限制下诞生的一系列2.0T发动机,无一不达到280匹,比如上世纪90年代初三菱的红头4G63(竞技版本的4G63采用了DOHC双顶置凸轮轴的设计,与民用版SOHC有很大差异)原装机器就可以实现280匹,由于自身铸铁缸体的强度,使得它可以实现7、800匹的动力,更离谱、更极限的也有;所以凯迪拉克这款2.0T发动机可以实现280匹并不稀奇,这已经比日系君子协议时期晚了不下30年;而实际上涡轮增压机头提升马力很容易,简单点说就是压气量够大、喷油量自然等比增加、混合气体量增加点火后燃烧产生的能量就提高了,功率自然也就上去了!内燃机简单点说就是将燃油混合理想比例的空气进行燃烧,发动机每次想在做功冲程(点火冲程)烧更多的油、就必须送入燃烧室更多的空气;而自然吸气发动机受制于自身缸体的容积没办法吸入更多的空气,因为自然吸气发动机的进气歧管永远是0压,这就好比一部2.0自然吸气发动机最多只能吸入2升空气;而2.0T增压发动机在涡轮强制进气的作用下可能灌入燃烧室4升空气(当然这只是举例子,数据并无精确性,这么描述更容易了解涡轮机头的特性);这样一来就明白了吧?涡轮增压可以在不改变气缸物理容积的情况下,增加其实际的空气容积,同样是2.0L的排量,自然吸气发动机每次点火前只有2L空气使用,而涡轮增压发动机每次点火前可能有3L空气使用,所以同样的排量下涡轮机头动力更强,因为它每次点火前的空气多、喷油量大,点火后获得的能量就更多!还用上边的例子,普通的2.0T发动机保持最大功率运转时每次点火时可以有3L空气使用(仅仅是假设),如果增加压气量变为4L,每次点火获得的能量是不是就增加了?而增加了到5L那么最大功率又会继续增加,所以从理论的角度上讲只要缸体足够抗压(假设永不爆缸)的情况下,压气量无限大、功率就无限大,当然这只是假设,实际上会有很多制约因素,想把一台2.0T压到7、800匹那迟滞现象就相当严重了!总而言之2.0T增压发动机功率达到280匹并不是什么稀奇事,上世纪90年代的日系性能车基本都是280匹,如EVO、STI、R32、牛魔等等比比皆是,这还是被君子协定限制了,要不然在那个时候原厂都得过300匹以上;涡轮增压发动机具体功率的大小要看多大的涡轮、多大的增压值,同为2.0T的AMG A45的功率已经推到了380匹,实际上那么大颗涡轮+1.8bar的增压值推过400匹都不过分,而凯迪拉克的涡轮并没有A45大,而地板油的状态下增压值才达到了1.2bar左右,而如果将它的增压值也提高到1.8bar时,它的实际功率还能提高,这并不是什么稀奇的事,对涡轮机头来说只要胆子够大,多高的功率都是儿戏(略夸张)!实际上同排量的涡轮增压发动机拼的就是涡轮的大小、增压值的大小而已,A45的涡轮增压值可以达到1.8bar,ATS可以到1.2Bar,而其余2T的增压值大都在0.8-1bar左右,这个增压值实际上就是泄压压力,拿A45为例,增压值达到最大1.8bar后,开始泄压!
为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
凯迪拉克一直是与宝马、奔驰等并列的汽车大牌,大气的外形以及品牌知名度使其一直备受老板们的青睐。与其大气外形相匹配的是凯迪拉克的“心脏”,也就是发动机,在新一代的车型中,凯迪拉克2.0T发动机高达280匹马力让无数人所惊叹,那么它的秘密又是什么呢?
首先我们必须知道,凯迪拉克2.0T发动机全名为2.0T可变缸涡轮增压发动机,以“单缸最优理念”研发的它还加持了高智能电气化技术,可以达到最大扭矩400K·m,最大功率205KW,也就是279匹的马力。但是以最大马力运行的话将对发动机造成很大负荷,对车身的各种材质使用也有很大限制,因此理论上的最大马力在驾车过程中还是不必去刻意追求。
其次凯迪拉克2.0T发动机是以涡轮增压的方式运行的,比自然吸气的发动机提升动力要简单许多,降低压缩比、调升增压值都能有效提升其马力。并且凯迪拉克2.0T发动机还应用到了单涡轮双涡管技术,气缸排出的废气可以再利用以提升涡轮驱动效率,减少了涡轮迟滞现象,从而起到提升其动力的作用。
另外,凯迪拉克2.0T发动机所宣传的280匹马力指的其实是机头马力,换算成常规汽车的轮上马力实际上也就230匹而已,因此看似马力超强的凯迪拉克2.0T发动机在驾车过程中仍然可以感受到加速时间以及最大时速不尽理想。
总之,凯迪拉克2.0T发动机高达280匹的马力是基于理论以及数字游戏等多方面因素得出的结论,并没有想象中那般美好,但是相对大多数发动机而言,它依然有着十足的优势。
为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
通用经典的LTG发动机虽然已经进入了生命周期的末期,未来会被Ecotec 8代2.0T可变缸发动机替代。但是LTG极其强悍的性能确实给大家留下了深刻的印象,在同时代的2.0T中性能是碾压竞争对手的。
下面我们一起来看看LTG为啥能够达到279马力(实际上这台发动机的性能在不同的车上略有区别,最大功率在198-205kW之间)的高性能:
1.先进的双涡管增压器
这台LTG采用了双涡管twin-scroll增压器,双涡管(也叫双流道)就是把发动机的1-4缸和2-3缸的排气在排气管中分成两组,分别的引入增压器,这样可以避免不同汽缸排气的相互干扰,提高增压器的效率,加快增压器响应速度。
2.缸内直喷技术
LTG采用了侧置喷油器的缸内直喷系统,缸内直喷除了可以提供更灵活的喷射策略以外,还可以利用燃油在缸内蒸发来冷却充气,提高充气效率,降低爆震倾向,是高性能增压发动机的必备技术。
3.双VVT
LTG发动机在进排气凸轮轴上都安装了气门正时调节装置,也就是进排气双VVT,这样可以经过的控制气门正时,兼顾低速油耗和高速性能。
4.偏向性能的发动机结构
LTG采用了86*86的缸径和行程,这是一种考虑高性能的设计,缸径86mm比目前主流的82mm左右的选择要大一些,理论上可以取得更好的高速性能,有利于高功率的实现。
同时LTG采用了相对偏低的压缩比。高压缩比能够提高发动机部分负荷的热效率,但是也会导致大负荷情况的爆震倾向,从而限制发动机的最大功率和扭矩。LTG发动机选择了9.5的压缩比,这保证了在全负荷有比较高的爆震边界,从而达到高的功率。不过,这同时也印证了这台发动机性能出众但是油耗偏高的印象。
5.结构强化
为了承受强劲的性能,LTG采用了一系列结构强化的设计。
铝缸体采用了整体式主轴承盖,能够承受更大的爆发压力。
锻钢曲轴能够实现更高的曲轴强度。
6.降低阻力
LTG发动机采用了ECU控制的连续可变排量机油泵,可以在低转速低负荷采用低机油压力减小摩擦阻力,在高负荷采用高机油压力保证润滑。
7.加强冷却
强劲的性能同时也会带来较大的热负荷,因此需要加强核心部件的冷却能力。
LTG发动机采用了中空充钠的排气门,这样可以将排气门的热量通过液体金属钠快速的传递到气门导管位置,从而加强了排气门的冷却。使排气门能够承受更高的排气温度。
LTG还采用了活塞冷却喷嘴来冷却活塞,使活塞能够承受更高的燃烧温度。
总结一下,通用这台LTG发动机基本上是性能取向的思路,应用了很多当时业内领先的技术,确实性能非常出众。不过,如果以今天最新的技术来看,其实性能压榨也不算太厉害,如今宝马B48,奔驰的M26,包括奥迪EA888的高功率版本普遍性能都能超过210kW。
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为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
这款凯迪拉克调校的直喷发动机可产生大约270 马力(201 千瓦)的功率。每升 135 马力,是功率密度最高的汽车发动机之一,超越奥迪、宝马和梅赛德斯等豪华竞争对手的性能最高的发动机。在 2013 款凯迪拉克 ATS 紧凑型豪华轿车中首次装配,到目前为止,也是一款较老的机型了。
核心技术2.0T发动机的亮点之一:直喷双凸轮、每缸四气门发动机,气门正时连续可变;带空对空中冷器的双涡管涡轮增压器;带有模块化平衡轴系统的锻钢曲轴;和一个带有喷射喷射活塞冷却的两级可变排量油泵。
整体发动机摩擦降低了 16%。低摩擦设计意味着更有效地传递发动机动力。专有的计算流体动力学分析技术被用于开发具有更高压缩比的全新燃烧系统,这也有助于提高效率。
“2.0T 是同类发动机中最先进、最高效的发动机之一,有助于在性能和燃油效率之间实现卓越的平衡。2.0T 具有较宽的扭矩曲线,可提供其峰值 260 lb-ft 的 90%。从 1,500 rpm 到 5,800 rpm 的扭矩 (353 Nm) – 无论是在红绿灯处还是在超车等高速机动过程中,都能感受到即时动力。
涡轮增压器可产生高达 20 磅的增压,其双涡管设计有助于优化功率可用性,几乎消除涡轮滞后并有助于提供更宽的功率带。反应灵敏的动力,同时还能提供更好的燃油效率, 成为在全球市场上具有充分竞争力的车辆引擎。
主要竞争对手2.0T 四缸涡轮发动机的功率密度为 135 hp/L,在主要竞争对手中具有最高的功率密度,包括:
- 奥迪 A4 的 2.0 升涡轮增压 (105.5 马力/升)
- 宝马 M3 的 V-8(103.5 马力/升)
- 雷克萨斯 IS F 的 V-8(83.2 马力/升)
- 梅赛德斯-奔驰 C250 的 1.8 升涡轮增压 (111.6 马力/升)
2.0T 建立在以前通用汽车涡轮发动机的先进技术基础上,具有提高效率、耐用性和精致性的功能。最关键的是这是一款全球通用引擎,保证了每一辆汽车的高性能品质。对于这点,凯迪拉克还是比较厚道的。
不过2018年对这款引擎做了改进,减低了马力并保持了同样的扭矩。新款汽油发动机可产生 237 马力(177 千瓦)和 350 牛米的扭矩,配备双涡管涡轮增压器以提高低速时的扭矩产生,以及直接喷射技术。标准 XT4 发动机在大约 1600 RPM 时达到峰值扭矩并保持到大约 5000 RPM。
新款2.0T发动机采用智能技术,旨在实现最高效率,拥有三项世界首创的创新- 三段式滑动凸轮轴可实现先进的主动燃油管理(气缸停用)以实现最佳燃油效率
- 燃油系统电动净化泵有助于提高排放合规性
- 主动热管理设计巧妙地利用原本浪费的能源来提高效率并减少摩擦
凯迪拉克 2.0 升涡轮增压发动机在性能和效率之间取得平衡,还是用了以下技术:
- 提高效率的电动水泵消除了传统发动机驱动泵的阻力。即使在停止/启动期间发动机关闭,它也可以实现持续的客舱加热。
- 气缸盖中集成排气歧管的设计有助于回收排气热量,以加快发动机和变速箱的预热速度以及更快的涡轮响应。
- 停止/启动技术在某些条件下在走走停停的交通中自动停止发动机以减少燃料消耗。驱动程序可以在启动时停用此功能。
为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
「LTG-2.0T」发动机性能并非过度压榨·但需要升级
- 内容概述:通用两代2.0T发动机技术特点解析,全新LSY发动机与凯迪拉克品牌定位的关系解读。
【GM·通用】作为美系汽车代表公司之一,在技术研发层面的水平很有代表性,同时内燃机的特点也非常具有「NA」(自然吸气)时代的特点。其中LTG更是一度成为同排量发动机的标杆,然而这与是节油减排的技术方向还是有些背离了。
LTG·特点解析作为排量仅为2.0L(升)的汽油动力内燃机,最大功率会是多少呢?在普通乘用汽车领域普遍为<200kw,能接近这一水平就算相当不错的水平了;然而这台机器的峰值功率高达205kw,折合公制马力已经高达279PS,并且5500rpm的节点就能达到最高标准。
很显然这会是台性能非常理想的机器,已经停产的ATSL以「<6.2s」的破百成绩也说明了其实力之强。但是中等排量的发动机实现这么高的功率,依靠的是什么呢?
计算公式:N·m×rpm÷9549×1.36=PS。这是马力的计算公式,单位为【PS】。公制马力的标准为「1PS=75kg/1m·1s」,概念为驱动75公斤物体实现每秒移动一米的动能。
公式说明的是扭矩与转速相乘的关系,在转速范围基本相当的前提下,只有扭矩越大才能让功率马力越大(功率×1.36为马力)。那么LTG实现高水平依靠的自然是大扭矩,内燃机如果增扭,过大的扭矩会影响机器的使用寿命吗?
基础知识1:扭矩的提升有两种方式。最原始的是增加发动机的排量与进气量,以吸入更多空气为前提,按照14.7:1的理论空气燃料比计算喷油量。混合油气基数越大燃烧产生的热能就会越多,因为燃油的热值是固定不变的。
自然吸气发动机依靠的就是这种方式,只是排量的提升会增加油耗,想要拉升扭矩(加大进气量)又得拉升发动机转速。这两种状态都会让耗油量明显升高,所以这种技术被淘汰了。
2:富氧燃烧同样可以增大扭矩。所谓“富氧”指的是通过增压器压缩空气的体积,让固体体积(等同于气缸容器)的空气变得更加紧密;分子间隙的缩短等于分子数量的增加,其中氧分子数量的提升会加强混合油气燃烧反应的强度,
燃烧的本质是碳氢化合物的氧化还原反应,氧浓度的提升增加的反应强度;说白了就是让燃烧转化的扭矩变得更大,这就是涡轮增压技术能够提升扭矩的原因,但同时增长了燃烧的火焰温度。
图1.空气压缩前后的分子数量概念
图2.氧浓度提升与火焰温度的关系
图3.富氧燃烧的火焰状态
增压增扭·问题通过压缩空气的程度差异,可以让「turbo·发动机」的扭矩有大有小;简而言之为压缩强度高则氧浓度高,转化的扭矩就会非常大,所以同排量的增压机的扭矩差值会非常夸张,比如以下几台机器。
- 4G63S4T-2.0T「250N·m」
- DriveET3-2.0T「300N·m」
- EA380Tsi-2.0T「350N·m」
- 4C20B型-2.0T「385N·m」
- LTG高阶版-2.0T「400N·m」
相同的排量等于相同的喷油基数,扭矩差值最高达到150N·m则主要为压缩程度的影响,其次有喷油方式对蒸发性能和燃烧效率的影响。然而不能否认的是扭矩越高,发动机缸内的压力与温度也就会越高,但是否会对发动机的使用寿命与稳定程度造成影响,这是不能一概而论的。
重点1:燃油汽车装备的是【往复循环式·内燃式热机】,活塞在气缸内的上下运转会与缸壁产生磨损;缸压过高会产生较强的振动,理论上会增加磨损程度。但如果润滑系统的水平足够高且机油品质高,那么在理想的润滑密封环境中就必然能达到理想的运行状态。至于高温与机油的影响也是不用担心的,因为匹配机油的性能绝对会有冗余。
重点2:峰值扭矩的【持续转速区间】是决定机器零部件老化速度的重要参考,比如某些欧系2.0T发动机同样有200kw/400N·m的超高水平,峰值又能在1500~4500rpm区间持续输出。这种设定虽然能以“大扭矩·低转速”组合实现正常代步的高性能,或者是以低转高扭达到节油目的。
但是日常用车会持续在高温高压的状态下,这种机器因气门油封老化,以及活塞磨损间隙加大导致烧机油的节点就会比较早。想要解决问题只能让最大值来的晚一些,或者扭矩低一些——可以解析LTG与LSY了。
「迟滞」的峰值400N·m-2900~4600pm持续输出,这是LTG发动机的特点。最大扭矩来的足够晚,在正常驾驶车辆基本不会达到转速范围内,这样就能保证日常代步驾驶时的发动机工况没有那么恶劣了。
重点:增压器的介入转速其实很低,平均都会在1000rpm左右。也就是说只要加一点点油门其实就已经开始增压了,只是这台机器子啊1000/2900rpm区间的涡轮转速是缓慢线性的提升,这样既能实现加速的平顺,同时也能做到动力充足,而且会让发动机运行的“更轻松”,使用寿命会足够长。
「LSY-2.0T」是全面替代LTG的全新机型,这台机器将数据调整为174kw/350N·m(1500~4000rpm),为什么要降低功率和扭矩呢?原因在于这种设定会更加节油,同时极限性能的差距其实并不大。
参考LTG的“两段式·线性衔接”调整,其主力代步区间的输出马力确实不低,但是相比“350N·m×(1500~4000rpm)”的相同转速数值还是要低一些的。那么用这种设定反而能够在代步转速范围内,以更低的转速达到相同的推重比(车速),这样是不是能够更加节油呢?再加上这台机器的气门半开与双缸闭缸运行技术,油耗必然会更低。
【节油减排】是汽车行业的主要话题,LTG性能强但是油耗偏高,LSY性能仍然在强的范围内,油耗能够大幅下探则必然会成为通用汽车的首选项。
不过这台机器也拉低了凯迪拉克品牌的定位,因为同款发动机从迈锐宝XL就开始使用了,匹配9AT变速箱与XT系列的两驱SUV没有技术层面的本质区别;而开拓者与昂科旗更是与XT6相同,所以这个品牌的产品定位被拉低了。至于轿车还好使用的是后驱平台,否则也不会有什么竞争力,这就是凯迪拉克的尴尬处境。
编辑:天和Auto
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为什么凯迪拉克2.0T发动机会有高达280匹的马力?
LtG多年沃德十佳发动机。2.0T 279匹也不算很大。至于很多人说凯迪拉克大马力还跑不过小马力的宝马,我就有点纳闷了。01跑不过,02呢?车身自重,驱动形式,轮胎参数,变速箱的匹配以及传动效率都要考虑。这个网络键盘侠太多。真正懂车的太少。
你可以说凯迪拉克车卖的便宜,也不能因为便宜否认别人发动机造的好。通用的发动机技术,有一个算一个。近十年还是拿的出很多款明星产品的,就是国内没上几款
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