小倨五问 解析主流2.0T涡轮增压发动机
爱卡汽车网日报道　[XCAR 技术 原创]
经过了一年的学习，小倨同学在Professor王的教导下已经对有一些基础的认识，在新的一年开始之际，Professor王给小倨布置了一个课题，针对目前的市场，对比分析一下不同品牌的涡轮增压发动机。小倨同学了解到，目前2.0T涡轮增压发动机比较受大家欢迎，动力充沛，油耗水平中规中矩，这个排量比较适合搭载。于是小倨就开始了深入调查，下面我们就一起来看看他们之间的对话吧。
涡轮增压发动机相比普通自然吸气发动机的优势主要是以下两点：首先是涡轮增压可以在排量较小的情况下提供更大的功率和扭矩。其次是涡轮增压也在理论层面上提供更好的油耗表现。
我们先拿做例子，我们从最大功率、峰值扭矩、百公里加速和综合油耗来做对比，详情看下列表格：
自然吸气/涡轮增压版捷豹XF对比
0-100km/h加速
工信部综合油耗
捷豹XF 3.0 V6
&175kW(238PS)/ 6800rpm
293Nm/4100rpm
10.8L/100km
捷豹XF 2.0T
177kW(240PS)/5500rpm&
340Nm/1750rpm
9.0L/100km
爱卡汽车网制表
换装2.0T涡轮增压发动机后，最大功率比3.0L自然吸气发动机的还要高，峰值扭矩的优化尤为明显。更重要的是，自然吸气发动机尤其在低转速的扭矩表现远不如涡轮增压发动机，而恰好低转速的性能表现在日常使用中更加重要，而且也利于优化油耗。在发动机较低转速下便可以爆发出最大扭矩，日常驾驶中能比较轻松地完成超车动作。
目前汽车市场的豪华品牌领域，宝马与奥迪一直充当先头部队，2.0T这个排量标准早已延伸自旗下多款车型，特别是宝马N20系发动机十佳荣誉不断，奥迪EA888发动机也是大众镇山之宝。如今沃尔沃、奔驰、凯迪拉克纷纷带着旗下全新2.0T杀入市场，路虎则使用福特经典2.0TEcoBoost发动机一展拳脚。
下面先通过表格对比看看几大豪华品牌2.0T发动机的参数数据：&
发动机代号
最大功率（kW）
最大功率转速（rpm）
最大扭矩（rpm）
最大扭矩转速（rpm）
第三代直喷
可变气门正时/升程
双涡管单涡轮
可变气门正时/升程
FSI直喷技术
可变气门正时/升程
双涡管单涡轮
缸内直喷DVVT
连续可变气门正时
SIDI直喷技术
双可变气门正时
爱卡汽车网制表 .cn&
先来看看奔驰，奔驰GLK&260采用了代号为M274的2.0T发动机，最大功率155kW/5500rpm，最大扭矩350Nm/rpm。采用了第三代BlueDirect直喷技术和进排气可变气门正时/升程技术。代号为M274这个全新的发动机采用了大缸径的设计，在涡轮的设计上，采用了小惯量涡轮，配合BlueDIRECT喷油技术，它能在1200转就开始爆发最大扭矩，从而最大化地缓解了涡轮迟滞。从数据上看，比奥迪略有优势。
BlueDIRECT是奔驰的第三代汽油缸内直喷技术，在这台M274发动机上，其压电式喷油嘴可以在发动机的一个冲程内实现最多5次的燃油喷射（通常发动机最多只会进行两次喷射）。直喷技术使得燃烧更为充分，综合油耗仅为8.5L/100km。
此外，能够在1毫秒（1/1000秒）内连续释放4次电火花的多重火花点火系统也同样应用在这台M274发动机上，同时装备了进排气门可变气门正时系统、CAMTRONIC可变气门升程系统、可变排量机油泵以及用于发动机启停系统的大功率起动机等一系列奔驰先进技术，因此这台综合实力不错的发动机也被运用在多个车型上。
然后再来看看宝马，熟悉宝马的朋友一定会知道一台代号为N20B20的2.0T涡轮增压发动机。这台发动机在2012年世界年度发动机大奖获得了最佳1.8-2.0升发动机冠军，它集双涡管增压技术、电子气门技术、高精度直喷技术于一身，全面应用在众多宝马旗下车型中，包括宝马3系、5系、X1、X3等。N20发动机采用了双涡管增压技术，在1250rpm的时候就能爆发出350Nm的最大扭矩，并且能一直维持到4800rpm，基本涵盖了日常行车的转速范围。因此，在实际驾驶中，这台发动机给人动力充沛，随传随到的感觉。
N20发动机同样采用了宝马的Double Vanos+Valvetronic进排气门可变正时系统，能做到连续可变气门正时和升程。使发动机能在最恰当的时机进行进/排气，燃烧效率大大提高。N20发动机采用N55发动机上运用成熟的双涡管单涡轮增压技术。所谓单涡轮双涡管增压器，可以简单理解为将普通的增压器上的涡管分割为两根涡管，涡轮是由两个通道的废气推动的，可有效充分地利用废气脉冲的能量推动涡轮，有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性。此外，使用Bosch的高压喷油嘴也能有效实现燃油喷射的精准控制，让燃烧更高效地进行，这也是N20发动机的卖点之一。
谈到2.0T发动机，当然不能少了大家熟悉的EA888发动机。EA888发动机是大众一款明星发动机，用于大众和奥迪众多车型中。集合缸内直喷、涡轮增压、可变气门正时等一系列先进技术于一身，实现了动力与经济环保的结合，只不过区别在于，奥迪使用了自己一些技术，如AVS可变气门升程、可控气流排气等，因此2.0TFSI发动机相比大众的缸盖、正时系统以及发动机的调教都会有所不同。在奥迪很多畅销车型都是使用这台发动机，如A4L，A6L，Q3，Q5等等。
EA888发动机的涡轮增压器和排气管采用了集成式的设计，这样可以一定程度上减少多余零件的体积和重量，使得这套系统相对稳定可靠。涡轮增压冷却系统，主要由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。主要包括两个循环通道，一个是经过涡轮增压器，对涡轮增压系统进行冷却;另一个是经过进气歧管内的冷却器，对增压空气冷却。&另外采用双喷射系统也使得燃油喷射压力提高了50Bar，为缸内直喷技术提供了良好基础。这台发动机在4300rpm时就能爆发出155kW的最大功率，相比其他竞争对手，这方面的优势尤为明显。
最后我们再来看看已经与宝马3系形成抗衡的凯迪拉克ATS，它搭载了代号为LTG的2.0T涡轮增压发动机，最大功率203kW/5500rpm，最大扭矩353Nm/rpm。这款发动机采用了单涡轮双涡管技术、SIDI直喷技术和进排气可变气门正时技术，有着升功率（最大功率/发动机排量）破百的惊人成绩。凯迪拉克ATS作为第二款搭载LTG发动机的车型，其发动机的最高功率从XTS的198kW小幅升至203kW，而峰值扭矩则从352Nm提高到355Nm，升功率破百。这款2.0T发动机凭着骄人的成绩荣获2013年沃德全球十佳发动机称号。
从LTG发动机的构造来看，这款涡轮增压发动机同样采用双涡管单涡轮技术，与同样获得沃德全球十佳发动机称号的宝马N20发动机有异曲同工之妙，该构造可以减少排气干涉，提高废气流动能量的利用率。同时，较小直径的管路使涡轮在较低转速下即可产生有效运动，减少低速时涡轮滞后的现象。在1800rpm便可爆发353Nm的最大扭矩，是这次比较的几款发动机里面账面数据最强的。最大功率203kW使得ATS百公里加速仅需6.2秒。
LTG发动机采用连续可变气门正时系统，确保进气量始终与发动机的工况相匹配，使其具有低转速高扭矩，宽高扭矩区间和高转速高功率输出的特点。为了使这款高输出的发动机获得稳定高效的进气环境，该发动机采用空冷式增压中冷系统。
随着国家出台新的大排量消费税政策，各大豪华品牌被迫转向发展小排量涡轮增压发动机。沃尔沃曾经使用的2.5T、3.2L和4.4L大排量发动机都已淘汰，转而推出3.0T、2.0T和1.6T等排量的发动机。如今S60、S60L、V60、S80L等车型则使用自主研发的5缸2.0T发动机。这台代号为B5204的发动机最大功率157kW/6000rpm，最大扭矩300Nm/2700rpm-5000rpm。除了独有的直列5缸发动机技术，同样采用连续进气可变气门正时，能够根据工况控制进排气门开闭角度，调整发动机进气量，提高发动机工作效率，改善燃油经济性和动力。
五缸发动机整体工作效果更加平稳，在获得6缸发动机的平顺性和高动力输出的同时，兼具4缸发动机的紧凑尺寸及高燃油经济性，这也是其他品牌的发动机无法比拟的优点。
福特的涡轮增压发动机同样应用广泛，除了自身品牌的车型，还运用到路虎揽胜极光、路虎神行者2、捷豹XF等等豪华品牌车型上。说的就是这台EcoBoost&2.0T涡轮增压发动机，它的最大功率177kW/5500rpm，最大扭矩340Nm/1750rpm，采用了GDI直喷技术和进排气双可变气门正时技术。EcoBoost发动机，按照福特厂家的定义而言，这是一款在传统汽油发动机基础上增加了燃油缸内直喷（Gasoline Direct Injection，简称GDI）、涡轮增压系统（Turbo Charge，简称TC）以及双可变凸轮轴定时系统（Dual Variable Camshaft Timing，简称DVCT）三大主要核心技术，且其燃油经济性可以提高20%并降低15%的二氧化碳排放量。
Ecoboost发动机最核心技术是一套高压燃油缸内直喷系统，它能以200bar的压力将定量的少量燃油喷入发动机的每个气缸之内，并且可以将油滴控制于0.02mm大小。其涡轮增压器来自博格瓦纳增压系统公司，最大特点在于其内部配置了小型惯性转子。它能以200000rpm的速度高速运转，且可以在发动机转速低于1500rpm的情况下确保发动机的动力输出以及响应能力。Ecoboost发动机使用的是进排气双可变正时气门技术，相比较常用的进排气门可变正时而言，其对进排气门的相位调节可以保证发动机低转速运转时，让更多的废气来驱动涡轮转动，并减少涡轮迟滞现象。
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