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沃爾沃2022改款XC60 T8版本動力效能解析

沃爾沃2022改款XC60 T8版本動力效能解析

沃爾沃XC60 T8版本採用了插電式混動系統,最高功率335kW,綜合扭矩高達709Nm,看引數確實挺厲害的,這裡我就從發動機維度來聊一聊。

沃爾沃2022改款XC60 T8版本動力效能解析

圖 XC60插電式混動佈局

發動機效能有多強?

一提起沃爾沃,安全、簡約、輕奢的形象跳躍而出,我對其效能幾乎沒有期待,可是萬萬沒想到,“濃眉大眼”的沃爾沃也開始玩起了效能。這個T8版本的效能很強,在電機的加成下,綜合功率335kW,最大扭矩709Nm,百公里加速5s。這個資料已經和某些前後雙電機的高效能純電動車相媲美了。雖然沃爾沃的綜合功率有電機加成,但這個燃油發動機本體就已經足夠強大。

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圖 Drive-E系列2。0T渦輪增壓發動機(雙增壓老款)

我拿一張圖來橫向對比一下,在這個圖中都是目前行業內升功率頂尖的燃油效能發動機,可以看到沃爾沃XC60 T8版本燃油發動機本體的升功率已經達到了行業TOP水平,和大家耳熟能詳的一些豪華品牌效能系列不相上下。XC60 T8版本燃油發動機功率228kW,扭矩400Nm,升功率114kW/L,升扭矩200Nm/L,效能指標和大家耳熟能詳的AMG、M系列、RS系列等效能車不相上下。

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取消機械增壓是退步嗎?

從硬體引數來看,新款發動機採用的是渦輪增壓,老款採用的機械+渦輪雙增壓,新款比老款增加了5kW功率,提升了20Nm扭矩,大家是不是很奇怪,憑啥渦輪增壓版本居然比雙增壓版本效能還要強大?

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圖 老款採用機械增壓+渦輪增壓

眾所周知,由於排量稅的存在,效能車都開始用增壓技術替代大排量自吸,有的使用機械增壓,有的使用渦輪增壓。機械增壓雖然沒有動力延遲,但是其高轉速區間動力提高有限,且各種工況下都會損耗機械能,導致油耗無法控制,不少品牌新的發動機都取消了機械增壓;而渦輪增壓在高轉速區間動力提高明顯,但是發動機達到一定轉速才能順利工作,低速扭矩不足,且有一定動力遲滯現象,渦輪越大效能越強,同時渦輪遲滯越明顯。因此很多車企的效能發動機都是機械增壓+渦輪增壓的組合,兼顧低速扭矩和極限效能。也有一些車企另闢蹊徑採用了電動增壓+渦輪增壓的組合,不過,電動渦輪受到電機轉速限制,行業內目前水平極限在25000rpm左右,增壓效果不夠顯著,對低速扭矩的幫助依然不夠。

上一代XC60採用的就是機械增壓+渦輪增壓串聯結構,低速用機械增壓,高速用渦輪增壓,兼顧了低扭和效能。這一代沃爾沃XC60 T8取消了機械增壓,降低了機械損失,從而提高了極限功率,我們看到雖然新老款發動機本體、配氣機構、噴射系統都沒有改變,但是最大輸出馬力從303提高到310Ps,提升了2。3%,我覺得就是取消機械增壓的功勞。從這一點也可以預測出,在日常使用的工作區間,由於沒有機械增壓器的機械損失,相比老款日常工況熱效率也會提升超過2。3%,效能強大的同時還更省油了。

發動機低扭靠誰來拯救?

沒有機械增壓,低扭如何保證呢?從賬面引數來看最大扭矩轉速平臺從以前的2200-4800rpm變窄到3000-4800rpm,大家猜猜效能會不會變弱?

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沃爾沃XC-60 T8的發動機雖然取消了機械增壓,彷佛低扭變差了,其實它透過電器化混動系統解決了這個技術難題。發動機上集成了一個ISG電機,沃爾沃叫C-ISG(Crank-integrated Starter Generator曲軸整合啟動發電一體電機),C-ISG可以輸出34kW功率150Nm的扭矩。從架構上來看,它並不是傳統48V輕混上的BSG皮帶驅動的P0架構,而是讓電機轉子與曲軸輸出端直接相連,用電機定子取代傳統飛輪,所以是P1架構。(ISG電機效能沒有提現到發動機資料上)

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圖 不同混動架構

老實說,在極限效能下P1架構不一定能進行功率扭矩輸出,但是在低速階段,P1電機能夠發揮很好的效能補償,而且P1電機響應快速,也是動力總成隨踩隨有動力輸出的秘籍。當一腳油門下去,發動機瞬時扭矩從低到高需要一個時間,此時就可以依靠同軸的C-ISG電機進行扭矩補償,發動機和電機同時發力(如下圖)。據說這個C-ISG電機是16級對,有34kW功率,150Nm,在低轉速階段進行補償綽綽有餘了。

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圖 起步扭矩補償

除了極限效能有幫助外,C-ISG對於日常駕駛的幫助是極大的,能夠實現的功能如下圖所示。

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圖 ISG功能彙總

比如發動機能夠實現熄火滑行,當油門和制動踏板均沒有踩下時,發動機停止噴油,同時開啟離合器將動力系統與車輪分離,這樣可以防止由於發動機阻力造成的損失。其目標是儘量縮短內燃機的工作時間,利用汽車的動能克服行駛阻力,提高空擋滑行時間,減少油耗。

在減速和制動工況下,對部分能量進行吸收,在行駛過程中,發動機等速運轉,發動機產生的能量可以在車輪的驅動需求和發電機的充電需求之間進行調節在汽車處於加速或者大負荷工況時,電動機能夠輔助驅動車輪,從而補充發動機本身動力輸出的不足,從而更好的提高整車的效能(後軸的P4電機也能執行該功能)。

此外,這個C-ISG架構也能極大提高行駛品質,對於燃油車來說換擋頓挫是一個永恆的課題,而沃爾沃XC60這種P1架構,可以透過C-ISG的扭矩補償實現發動機轉速同步。它提高了舒適性,還減少了尾氣提高燃油經濟性。怠速穩定也透過C-ISG來輔助實現,傳統內燃機透過PID控制調節點火角,為了留有扭矩餘量,一般怠速下點火角度在上止點(TDC),不在最佳點火角(MBT)。而有了C-ISG補償後,怠速下發動機也可以保持最佳點火角(MBT),扭矩差值透過C-ISG實時控制,精度更高,響應性更快,即使沒有電了,發動機一直工作下的怠速工況,也能夠明顯提高燃油經濟性,如下圖。

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圖 C-ISG介入進行發動機怠速扭矩補償

小結

上面是我從發動機的角度來解釋了沃爾沃XC60 T8版本的效能,實際以上這些技術只是冰山一角,燃油發動機只是XC60 T8動力總成的一部分,它還擁有P1+P4的混動構型,後軸電機從65kW提高至107kW,扭矩也從240Nm提升至309Nm,電動四驅的佈置配合著發動機,實現了遊刃有餘的動力體現。一檔下輪上扭矩足足有2萬多Nm,有點“浮誇”。

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