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到底日系车技术领先,或是德系车技术领先?能否从深层次的 ...

zhanyong 回答数0 浏览数12805
确实没有谁领先一说,各有所长而已,说说我在业内所看到的吧。不一定对,或者说不能客观代表全局,仅供参考。
以前有很多文章分析不同的车型内外饰的风格如何,但我们在市面上看到的都是最后的成品,这些区别是在一早就被注定了的。所有技术的背后都是唯一的真理,实现它的方法有千千万。德系和日系他们从根本的设计理念上出发,走的路线就不一样。
以前在这个话题下说过,从零部件来说,德系喜欢铺陈奢华大气的方案,要用就用最好的,从源头上灭绝潜在的问题,但成本要体目前价格上的。日系喜欢简洁,对消费者潜在的使用情况进行精细的评估,你需要要多少他就给你多少,绝不多出一分一毫,你在得到相同的效果时,付出得更少,但也因此失掉了一些天马行空的自由。
从整体来说,德系喜欢放权,把复杂的任务,分解成若干子任务并分配给各个子系统,每个子系统分摊一点,核心就轻松了,但是子系统也相对变得复杂。而日系喜欢收权,全部的工作都交给核心。对于整车来说这样做区别不大,反正体目前消费者手里的,都是一台不错的车,但对整个业内的市场格局,影响是巨大的,这是因为德日走在最前面,而上游对零部件的态度,直接影响到的是下游零部件的形态。
再说说发动机。
关于德系走增压路线,日系坚持自吸,已经是老生常谈了。从今天来看毫无疑问是增压路线更流行,这真的说明德系更厉害吗?事实上我觉得,这不过是上面所述内容的写照之一而已。增压器毕竟属于外围件,通过增压器才能得到的东西,日系自吸就能完成,日系真的会更落后吗?
大家都是为着达到同样的目的而已,但选择的方法不一样。但各有所长的背后也意味着各有所缺。
德系的逻辑其实是,使用增压器以后,从整车出发要达到相同的功率扭矩要求,排量可以下降,排量下降意味着整机尺寸缩小,不仅可以实现减重,也可以降低热损失和摩擦损失,如此可以实现节油。小型化是节油的重要原因。尽管增压器本身是会导致油耗升高的,可因为发动机最终是搭载在整车上的,增压器能够有效拓宽发动机的高效率区间,匹配整车以后是有利的,循环工况下的改善也就因此可以达成。



这就是传说中的Downsizing了。看看这个趋势……



但小型化的另一层意思,是升功率极高,目前多的是能够达到100kW/L以上的水平,过高的缸内爆压对机械强度也有着更高的要求,并不是完全没有代价,所以这条路线也有着极限,比如受限于体积,喷油嘴的布置、增压器的效率等等,都会存在一定的问题。当然,这些年的探索基本上已经决定了高升功率的下限是1.0T左右,而主流乘用车的需求是 1.5T左右,所谓的最佳排量也就是这样的了。至于2.0T可以实现2.5L以上的动力目标,都是类似的。
不过这条路,当前也到了需要改变方向的时候。Downsizing尽管能够在油耗上取得成效,却难以满足新的排放法规,以德系为代表的欧美派系也因此在谋求转型。业内中的四大,有三大都在欧洲战场,德国的FEV,奥地利的AVL,英国的Ricardo,无一例外地推荐米勒循环。
觉得有点眼生?如果说米勒循环的兄弟,是阿特金森循环,是不是想起来了?
对的,这两者,都是日系车型宣传已久的技术。
日系的情况呢?日系可以说有点个性。。。。。。
马自达的转子,本田的红色都不消多说,你们可能比我懂的都多。
对于油耗和排放的压力,日系喜欢从内里出发,从燃烧解决问题。对于日系而言,增压器更像是一台“提升功率”的外设,而不是用来解决油耗问题的关键。
比如呢?比如上面提到的阿特金森,创驰蓝天就是极好的代表作。
提到这个作品的时候,普通人往往会被高达14:1的压缩比吓到,但实际上这是阿特金森的附带效果,是“几何压缩比”,并不是“有效压缩比”,并不能直接横向的与常见的“10:1”那种压缩比进行对比。



不论是米勒循环,或是阿特金森循环,核心的点都在于,阻止一部分的空气进入到气缸内,或者把已经进入气缸的一部分空气重新赶出去。这样做的意义在于,把8份体积的空气压缩到1份的体积,消耗的能量要比压缩10份体积空气的能量要少,但是混入汽油点燃后,他们最终会都是膨胀到10份的体积,也就是说,阿特金森循环的收益更多。当然弱点也极其明显,就是动力性比较弱。
动力不足如何办?最容易想到的两种解决方式,第一种是Skyactiv所谓的“双循环”,需要节油时使用阿特金森循环,需要动力时,就转换到普通的奥拓循环。第二种,就是上增压器。
本质上,阿特金森循环与奥拓循环的区别主要就在于进气正时的改变,只要改变进气的相位是可以在两种循环当中做切换的,可是普通的奥拓循环用不了14:1这么高的压缩比呀!这就是前面提到的“几何压缩比”,和“有效压缩比”的区别。
说到日系的进气正时,不提VTEC是说不过去的,这玩意的历史 @LiuS 在另一台答案里已经说得很好,就不再提了。但其实这是一件很值得思考的事情,这项技术是人人都在用的东西,为啥唯独成为了本田的招牌?
也许你注意过路边的汽车,都会贴着VVT之类的标志,说的都是一回事。但实际上气门的可变,分两种,一种是气门正时,一种是气门升程,要实现的目的不太一样。发动机的气门升降是和转速严肃相关的,这个齿轮转多少,那个也就得转多少吧?就这个意思。转速升高也意味着每转一圈的绝对时间缩短了,气门开启的时间不够长,进气量就不够,这个事情促使了“可变正时”的出现。就以下图所示的雅阁1.5T为例,红色线代表进气,黑色线代表排气,Overlap就是所谓的相位重叠。可变正时的意义上实际上是调整两条曲线的相对位置。但是不论如何调整他们的相对位置,曲线的轮廓是确定的,有没有办法调整这扇“门”的面积? 如果高峰期地铁的门可以变成两倍宽,是不是会好点?这其实就是可变升程的意义。
当然VTEC包含着更多的意义。或是以雅阁1.5T为例,比如,Overlap期间进排气门都是打开的,从进气到排气相通,进入气缸的气体可以将废气挤出,看起来似乎是好的,但如果重叠角过大,也意味着部分气体没完全膨胀就被赶走,存在能量上的浪费。而雅阁1.5T是增压机型,进气压力高于排气,这就多了很多有意思,比如,为了提升低速扭矩,重叠角可以大一些,新鲜空气更多可以抑制爆震,而排气赶紧出去推动涡轮造增压;随着转速升高,重叠角逐渐变小,缸内残余的废气会比较多,这么做可以提高排气压力,在加速时能够通过电子旁通阀迅速提高增压压力,等等等等。



回到Skyactiv,双循环的方式固然是很好的,但并不是真正的“可变压缩比”技术,与VCR相去甚远。很多对Skyactiv的介绍文章都做了不同程度的误导。更进一步的内容,可以参考下面两个答案。
为啥这个内容要说这么多呢?
前面提到阿特金森和米勒实际上是两兄弟,各个地方对他们的定义不太一样,不同的场合里时有混淆,但一般来说,目前比较常见的,会以进气提前关闭或是推迟关闭来做区分,另一方面,阿特金森也逐渐带上了“高热效率,低性能,混动专用,低成本”这几个标签,而米勒则意味着“增压,EGR,高热效率,高性能,高成本”。
至于真正的可变压缩比,第一台实现量产的也是日系,VC-Turbo去年火了好久,有兴趣可以参考下面两篇,不再赘述了。



以及还有EGR,通过将已经燃烧过的废气重新引入气缸内进行燃烧,提高进气压力改善泵气损失,降低缸内温度抑制爆震,也可以起到很好的降低油耗的效果。当然,根据废气导入的位置,是在增压器前或是后,还可以分为高压EGR和低压EGR,下面的答案可以随便看看。
增压器后废气已经消耗能量推动涡轮,压力较低,这种低压EGR目前尚有许多问题未解决,且性价比极低(但潜力极大,是未来的必经之路),而增压器前取气的高压EGR,量产的已经非常多了,而且你猜对了,更多的出目前日系里,丰田、本田、日产,等等。对于EGR来说,VTEC这类技术是极其关键的。
这就是区别所在了。德系更像剑宗,而日系更像气宗。
对于发动机来说,燃烧,才是最本质、最核心的那一台,所以日系的热效率更高,但是德系借助了增压器的力量,获得了更高的动力性能,实现了更好的驾驶乐趣,各有所长。那么想一想新能源的路线上德系和日系有什么区别,是不是有了更多想法?
但两个派系的两条路线,基本上也都到了极致,未来这两条路线会开始相互交叉。
未来的趋势,叫做“RightSizing”。
新时期对发动机的要求,无非两种,高热效率和高性能。对于德系而言,如前所述,盲目的小型化是徒劳的,解决不了排放恶化的问题,对于日系来说,也逐渐需要强调功率扭矩响应性等等的目标。
“合适的才是最好的”。
结果就是欧洲开始流行深度米勒+EGR的概念,比如奔驰、最早量产LP EGR的阿尔法罗密欧,而日系也开始上增压器了,比如日产的VC-Turbo,雷克萨斯的3.5T等等。
也就是说,米勒循环+EGR+增压,不仅是德系的未来,也是日系的未来。
举个主流家用车的例子?
或是以本田的1.5T(L15B7)为例吧,它确实是日系+德系趋同化的典型,性能是这样的。



如何看这种图呢?或者说这是指什么水平?



和原来的1.8NA相比,动力提升了(红线向右延伸),油耗大幅下降。
这中间做了什么呢?



核心的燃烧应用了如下技术:高滚流比进气道设计,浅碟型活塞,充钠排气气门,以及多孔喷射。这几样技术想要实现的,实际上是快速和均质燃烧,抑制爆震以提高压缩比,抑制湿壁倾向,在增压后更强的动力性能下同时实现低油耗的效果。





至于主轴承颈、连杆等关键零部件的减重、降噪优化,就不多说了,都属于日系常规操作(不是说德系不这么做,而是说日系做的特别的狠)。
事实上,高滚流比实现快速燃烧这几年日系是做的很好的,至于轻量化则一直是日系的优势,带上低惯量增压器和电子旁通阀以提升动力性能,自然能达到更好的水平。这款发动机就是前面提到的雅阁1.5L(L15BN)的前身,主要升级内容就是前面所提到的VTEC,油耗就不消说了,动力性能没有辜负增压的期望,与CVT的搭配之后能够实现非常不错的起步加速度。



这图应该叫做“能够干掉思域的,就只有本家的雅阁”。。。。。。
德系类似,正在开始兼容日系曾走过的技术路线,未来一样可期。诚然,新能源越来越近,但如前面所说,未来的发动机,会朝着高效率、高性能的两个极端前进,起码还有两三代,十来年的时间。往后会被淘汰吗?谁也看不见。经过前几年的狂热,大家目前对传统到新能源的过渡,已经有了比较理性的认识,无法绕过的路,都是得一步一步走的。
所以啊……没有孰高孰低,要我说,自主目前也能分到一杯羹了呢……
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