汽车动力总成的演变是一代代青年的成长史

2019-06-11 20:42:08 汽车周刊2019年5期

褚津笙

1886年,卡尔·本茨将汽车申请了发明专利,他不仅创造了汽车的历史,更让年轻人对于汽车动力产生了好奇与研究热情。从19世纪到现在,汽车已经经历了100多年的演变,暂且不谈车型的千变万化,就动力总成的一步步演变来看,也能看到一代代年轻人的追求在变化着。

可靠为先:“自然吸气+AT”

21世纪初期前后,买车的年轻人大多还是60、70后,他们的思维相比现在的年轻人更加保守,买车时考虑性价比,也会考虑可靠性,所以对于动力总成的要求也是“多一事不如少一事”的心态。卡尔·本茨所发明的奔驰一号搭载了一台0.89马力的单杠四冲程汽油机,不过,这台单杠四冲程发动机经常发生故障被邻里嘲笑,奔驰一号差点被卡尔·本茨放弃。因此,汽车动力总成的研发以和设计除了动力参数以外,可靠性也很重要,尤其是在修车人工成本巨高的欧美国家。

那什么样的动力总成最可靠呢?答案是自然吸气发动机搭配AT自动变速箱。在发动机发展过程中,为了实现更大的马力和扭矩,大排量自然吸气发动机曾一度成为年轻人所追求的“情怀”。除了动力表现外,迷人的声浪和平顺性也是大排量自然吸气发动机兴起的重要原因。其中,宝马的N52直列6缸自然吸气发动机、奥迪4.2L FSI V8自然吸气发动机以及雷克萨斯LFA上的那台可以原厂达到9300rpm以上的V10自然吸气发动机等,都是喜欢速度与激情的年轻人梦寐以求的,它们代表着性能,更代表着信仰。

当然,优秀的动力参数需要搭配更可靠的变速箱才行。过去手动变速箱尽管拥有良好的可靠性,成本也较低,但是科技发展就是为了让人变懒,手动变速箱配合离合器踏板显然不满足大势所趋。尽管有些以“手动挡才有驾驶乐趣”为口号的“老司机”蔑视自动挡,但他们也会开着斯巴鲁翼豹在市区吵吵腿抽筋。于是,为了可靠性和便利性,变速箱在经历了电控机械式自动变速箱(AMT)以后发展成了带有液力变矩器的AT自动变速箱。AT自动变速箱如今运用广泛,从日本爱信6AT到奔驰的9AT,尽管不同齿比下的挡位数不同,但他们都兼顾了可靠性和性能。因此,大排量自然吸气发动机+AT自动变速箱的组合也成为了21世纪初年轻人最追捧的动力总成。

唯快不破:“涡轮增压+双离合”

80、90后年轻人喜欢享受速度与激情,这也是为什么如今的汽车都向年轻化、运动化方向发展的原因。都说“天下武功,唯快不破”, 80、90后对于速度和换挡速度需求的提高,让汽车企业也开始对“快”这个字反复捉摸。大排量自然吸气发动机不能无限增加排量,6.0L自然吸气发动机的油耗已然很夸张,如果继续增加排量显然不是明智之举。

涡轮增压就是通过内燃机产生的废气推动涡轮增加进气流量和流速的一种方法,采用涡轮增压的发动机可以在降低排量的情况下,拥有等同于更高排量自然吸气发动机的功率和扭矩。如今,以自然吸气发动机为傲的法拉利和本田都开始使用涡轮增压发动机,可见涡轮增压发动机的优势之明显。为了满足一些年轻人对动力的极致追求,汽车厂家还采用了“机械增压+涡轮增压”或多个涡轮增压器等方法,比如奔驰的BITURBO双涡轮增压和布加迪威龙的四涡轮增压。此外,在涡轮增压的帮助下,一些发动机还采用了燃油直喷方式来增加燃烧效率,让增压下的发动机拥有更强劲的动力,且拥有更低的油耗。

在涡轮增压发动机已成为主流后,变速箱的换挡速度和效率成为了另一个研究点。尽管AT自动变速箱可以拥有很好的工作效率,但是换挡速度还不够快,于是双离合变速器应运而生。其中,较知名的双离合变速箱有大众的DSG、保时捷的PDK等。

双离合变速器顾名思义拥有两个离合器,它可以实现比手动挡还快的换挡速度。以大众DSG变速箱为例,两个离合器分别控制1、3、5挡位和2、4、6挡位,在奇偶数档位之间换挡之前,未工作的离合器片已经做好换挡准备,当工作的离合器片分离后,另一个挡位即可瞬间接入,减少了单离合器分离和结合之间的空隙时间。也正是凭借着“快”,以及更好的燃油经济性,双离合变速箱被很多年轻人所喜爱。尽管干式双离合变速箱有温度控制问题,双离合结构有顿挫问题,但瑕不掩瑜,双离合变速箱的明显优势值得肯定。因此,涡轮增压发动机与双离合变速箱的完美匹配,既满足了燃油经济性又比自然吸气发动机拥有更强劲的动力,这种“唯快不破”是80、90后年轻人的最爱。

节能环保:“电动机+单速减速器”

马斯克让特斯拉在世界掀起了电动汽车的流行热潮,于是,很多年轻人将新能源电动汽车视为一种时尚。他们兴奋于纯电动带来的加速感,也在节能减排的举动中证明了自己多读那几年书的意义所在。而随着纯电动汽车的普及,电动汽车的动力总成也成为了年轻人所关注的知識点。

目前,绝大多数电动汽车都以“电动机+单速减速器”组合为首选动力总成,其中电动机可分为交流三相感应电动机、永磁无刷直流电动机、开关磁阻电动机等。像特斯拉等品牌均采用较为常用的交流三相感应电动机,因为其具有结构简单,运行可靠,经久耐用等特点,且交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,能实现0-15000r/min范围内的变化。此外,不同车型在电动机的数量和布局方面也有着细微差距。普通电动汽车只有一个电机,用其带动前或后一组车轮;如果是高性能电动汽车,往往会有两个或以上电动机作为驱动电机,前后各一个电机实现电动化的四轮驱动。

而在电动汽车的动力总成中,只有单速变速器,没有常规燃油车上的变速器。因为电动机在工作时最大扭矩发挥范围很广,从起步时即可基本实现,所以不需要像燃油车一样的变速箱来负责起步和高速巡航之间的切换。尽管没有了挡位对于一些喜欢驾驶的年轻人来说少了些乐趣,但是单速变速箱与电动机所搭配后所得到的持续推背感足以忘却过去,而开始适应新的用车感受。此外,随着电动机在汽车上的应用,除了纯电动以外,48V轻混动力、插电混合动力、混合动力、增程式混合动力等都有着各自的发展和应用,但相同的是,他们都在为汽车行业的节能减排做着贡献,也让如今的年轻人有了环保的意识。

总结

汽车上的动力总成随着时代的进步正在日益变化着,这也影响着年轻人对车的认识和喜好。从大排量自然吸气发动机到涡轮增压发动机,再到如今的电动机;从过去的手动变速箱到后来的自动变速箱以及双离合变速箱,再到如今纯电动汽车的单速减速器,我们看到了不同的动力总成随着技术的进步而诞生,也看到了年轻人对于不同动力总成的追求。未来一定还有更多种动力总成等待我们去研究和使用,在这个过程中,我们也会继续见证一代代青年对车的新认知和新追求。