[XCAR技術(shù)原創(chuàng)]

沃爾沃成立于1927年，是一家歷史非常悠久的汽車企業(yè)。

并且在公司成立的第一年就生產(chǎn)出了一臺(tái)直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)。在隨后的近90年里，即便是在被福特收購(gòu)的那段時(shí)期，沃爾沃也一直堅(jiān)持自主研發(fā)、生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且多次獲得了沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)。

在2013年，沃爾沃推出了Drive-E動(dòng)力總成。Drive-E中的“E”包含三個(gè)概念：Efficient power（高效動(dòng)力）、Electrification（未來預(yù)留的，電池動(dòng)力）、Environment（環(huán)境友好）?，F(xiàn)在，隨著沃爾沃新一代車系逐一亮相，Drive-E動(dòng)力總成也展示出了自己的全部面貌。

沃爾沃的Drive-E動(dòng)力總成家族包括8款發(fā)動(dòng)機(jī)和一臺(tái)全新的8速自動(dòng)變速箱。這8款發(fā)動(dòng)機(jī)全部采用四缸設(shè)計(jì)，其中有4款是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，基本上確定不會(huì)引入國(guó)內(nèi)。剩下的4款汽油發(fā)動(dòng)機(jī)分別是機(jī)械增壓+渦輪增壓的T6、渦輪增壓的T5、渦輪增壓低功率版的T4，以及渦輪增壓的T3，其中只有T3的排量為1.5L，家族中的其他型號(hào)排量均為2.0L。除此之外，沃爾沃還以T6為基礎(chǔ)，加上電池和電機(jī)，組成了一套名為T8的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)。

縱觀整個(gè)Drive-E家族，8個(gè)型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了同一種基本架構(gòu)，具備相同缸間距、缸徑及沖程。很多零件，包括曲軸、下缸體、機(jī)油泵、油底殼等等都完全能夠通用的，其余零件之間的區(qū)別也比較小。

沃爾沃目前的車型里，既有緊湊型的S40，也有全尺寸的XC90，如何用一種架構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)來為全系車型提供強(qiáng)勁高效的動(dòng)力？沃爾沃給出的答案是模塊化的增壓器。如今增壓發(fā)動(dòng)機(jī)已成主流，發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力被進(jìn)一步壓榨，也讓小馬拉大車成為可能。通過合理的增壓器配置，T6發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力已經(jīng)達(dá)到了235kW（320Ps）/400Nm級(jí)別，可以讓整備質(zhì)量2078kg的XC90在6.5秒內(nèi)從靜止加速到100km/h。

全系車型都使用同一架構(gòu)的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，并通過增壓器來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的劃分，帶來的好處是顯而易見的。首先，研發(fā)成本將會(huì)顯著降低；其次，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都將可以共線生產(chǎn)，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，還可以更加靈活地應(yīng)對(duì)變化不定的市場(chǎng)需求。對(duì)于沃爾沃這樣一家中型規(guī)模的車企來說，這是非常重要的。

不過，現(xiàn)在的汽車市場(chǎng)，特別是豪華車市場(chǎng)，已經(jīng)習(xí)慣了通過排量的大小來劃分檔次。人們對(duì)于在大型豪華車上應(yīng)用小排量增壓發(fā)動(dòng)機(jī)還需要一個(gè)接受的過程。所以我們可以看到，雖說T6/T8發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率已經(jīng)完全夠用了，但是在XC90這一級(jí)別的車型上只提供4缸2.0L排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，依然引起了不少的爭(zhēng)議。Drive-E是否能夠擔(dān)當(dāng)起為全系車型提供動(dòng)力的重任呢？

Drive-E動(dòng)力總成的技術(shù)亮點(diǎn)

作為未來5-10年沃爾沃全系車型的主要?jiǎng)恿碓?，Drive-E動(dòng)力總成上匯集了眾多發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，以獲取更強(qiáng)的動(dòng)力、更低的油耗，以及更少的排放。

輕量化

輕量化是提高動(dòng)力表現(xiàn)和降低油耗的一個(gè)重要手段，為了在保證強(qiáng)度的條件下實(shí)現(xiàn)輕量化，Drive-E動(dòng)力總成在材料上下了很多功夫。全部8款發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了高壓鑄鋁曲軸箱，內(nèi)嵌鑄鐵缸套及球墨鑄鐵所制的軸承支撐，缸套外層噴涂有一層共晶鋁合金，以增強(qiáng)缸套跟鋁基缸體的貼合。

中置的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)

缸內(nèi)直噴已經(jīng)不是什么新鮮的技術(shù)了，但是目前的直噴大都是側(cè)裝直噴，Drive-E系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)則采用了中置的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，包含中間安裝的火花塞及噴油器。中置直噴獨(dú)特的噴霧形狀可以更好地實(shí)現(xiàn)均質(zhì)燃燒。同時(shí)，中置直噴技術(shù)在起始分層燃燒和有效的催化器加熱方面超越了歧管噴射和側(cè)裝直噴，實(shí)現(xiàn)了低油耗，并能夠滿足嚴(yán)格的美國(guó)加州尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)PZEV。

另外，柴油版的Drive-E發(fā)動(dòng)機(jī)在全球首次應(yīng)用了噴射壓力可達(dá)2500bar的燃油噴射系統(tǒng)及閉環(huán)油量控制系統(tǒng)，該套系統(tǒng)命名為智能精確調(diào)整科技(i-Art) 。 其核心原理是每一次燃油噴射在燃油系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)壓力波，包含了精確的噴油時(shí)間及噴射油量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元從油壓數(shù)據(jù)中計(jì)算實(shí)際汽油噴射量并調(diào)整噴射控制。

這種精確并且柔性的噴射系統(tǒng)更易達(dá)到高功率密度，低排放，低燃燒噪音，更高的熱效率。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)補(bǔ)償老化與磨損，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)全壽命期間有穩(wěn)定和可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。然而這一切并沒有什么用，因?yàn)榫湍壳暗那闆r看來，沃爾沃的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車型并沒有引入國(guó)內(nèi)的計(jì)劃。

模塊化的尾氣后處理系統(tǒng)

模塊化的設(shè)計(jì)思想也貫徹到了Drive-E的尾氣后處理系統(tǒng)中。由于各個(gè)地區(qū)的法規(guī)不一樣，汽油機(jī)和柴油機(jī)的排放特性也不一樣，沃爾沃設(shè)計(jì)了三種尾氣后處理系統(tǒng)，以分別滿足歐6b（2014年9月開始實(shí)施）的汽油車和柴油車排放標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)SULEV/PZEV汽油車排放標(biāo)準(zhǔn)。

尾氣后處理系統(tǒng)直接與渦輪增壓器的廢氣出口相連，可以讓三元催化器盡快達(dá)到工作溫度，從而降低起步時(shí)的排放。

愛信8速自動(dòng)變速箱

沃爾沃為Drive-E系列的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配了來自愛信的橫置8速自動(dòng)變速箱。這款8AT變速箱傳動(dòng)比覆蓋范圍較大，各檔位的排列非常緊密，燃油經(jīng)濟(jì)性也很出色。同時(shí)，這款變速箱是與發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)同步開發(fā)的，所以它們之間的匹配非常平順。除此之外，沃爾沃還將提供一款6MT變速箱供用戶選擇。

模塊化的增壓系統(tǒng)是Drive-E動(dòng)力總成中最大的亮點(diǎn)。無論功率等級(jí)，無論汽柴油，它們的增壓系統(tǒng)具備同樣的安裝位置和端口，同樣的增壓系統(tǒng)布局可適用于所有的整車平臺(tái)。

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)

在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)方面，有兩種增壓模塊。一種是單純的渦輪增壓，這種渦輪增壓器的一體式?jīng)_壓鋼外殼與排氣歧管是集成一體的，與傳統(tǒng)鑄造歧管相比，大大降低重量并提高隔熱能力。

另一種是機(jī)械增壓+渦輪增壓。機(jī)械增壓器通過皮帶與曲軸相連，有助于提升低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩，但是高轉(zhuǎn)速時(shí)作用有限；渦輪增壓器靠發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)擁有強(qiáng)大的功率輸出，但低轉(zhuǎn)速時(shí)則力不從心。

在Drive-E的機(jī)械增壓+渦輪增壓系統(tǒng)中，兩個(gè)渦輪增壓器串聯(lián)布置，機(jī)械增壓器在前，渦輪增壓器在后。其中，機(jī)械增壓器由一個(gè)電磁離合器控制，用于在低轉(zhuǎn)速是彌補(bǔ)扭矩的不足。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升后，渦輪增壓器開始建立壓力，機(jī)械增壓器在電磁離合器的作用下與發(fā)動(dòng)機(jī)分離，并停止工作。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)

在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)方面，主要分為雙渦輪增壓和單渦輪增壓兩種。根據(jù)有無可變截面技術(shù)，又可再細(xì)化為四種型號(hào)。

值得一提的是，和常見的雙渦輪增壓系統(tǒng)不同，Drive-E的雙渦輪增壓系統(tǒng)中其實(shí)應(yīng)該叫“二級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)”，它的兩個(gè)渦輪增壓器是一前一后串聯(lián)的。新鮮空氣先被吸入到第一級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)，增壓一次。加過壓的空氣被送至第二級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)，再次增壓，形成二級(jí)渦輪增壓。通過利用兩臺(tái)渦輪增壓器分別加壓，兩臺(tái)壓氣機(jī)的運(yùn)行均可達(dá)峰值效率。同時(shí)，由于各級(jí)壓力比較低，轉(zhuǎn)速也會(huì)較慢，因此改善了軸承系統(tǒng)、壓氣機(jī)葉輪和渦輪葉輪的可靠性。

其余技術(shù)特點(diǎn)

除了上述的技術(shù)亮點(diǎn)，Drive-E系列發(fā)動(dòng)機(jī)全系共有的特點(diǎn)還包括反置安裝、DOHC雙頂置凸輪軸、DVVT進(jìn)排氣可變氣門正時(shí)系統(tǒng)等等。

發(fā)動(dòng)機(jī)反置安裝，即進(jìn)氣在前，排氣在后，這樣有利于降低進(jìn)氣溫度，從而提高燃燒效率，同時(shí)排氣也更加順暢；雙頂置凸輪軸的作用是簡(jiǎn)化配氣結(jié)構(gòu)、提高平順性、降低噪音；進(jìn)排氣可變氣門正時(shí)系統(tǒng)則可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，降低油耗和排放。

Drive-E系列發(fā)動(dòng)機(jī)的性能

在眾多先進(jìn)技術(shù)的支持之下，Drive-E系列發(fā)動(dòng)機(jī)有著亮眼的參數(shù)。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中，T3和T4這兩臺(tái)低功率發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率在100Ps/L左右，最強(qiáng)勁的T6則達(dá)到了160Ps/L。除去一些比較極端的產(chǎn)品，T6已經(jīng)是目前頂級(jí)的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)了。

Drive-E系列汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)
	T3	T4	T5	T6
結(jié)構(gòu)	直列四缸	直列四缸	直列四缸	直列四缸
排量	1.5L	2.0L	2.0L	2.0L
增壓形式	渦輪增壓	渦輪增壓	渦輪增壓	渦輪增壓+機(jī)械增壓
最大功率	112kW（152Ps）	140kW（190Ps）	180kW（245Ps）	235kW（320Ps）
最大扭矩	250Nm	300Nm	350Nm	400Nm
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Drive-E系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)
	D2	D3	D4	D5
結(jié)構(gòu)	直列四缸	直列四缸	直列四缸	直列四缸
排量	2.0L	2.0L	2.0L	2.0L
增壓形式	渦輪增壓	渦輪增壓	渦輪增壓	雙渦輪增壓
最大功率	88kW（120Ps）	110kW（150Ps）	140kW（190Ps）	165kW（225Ps）
最大扭矩	280Nm	320Nm	400Nm	470Nm
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沃爾沃的T6發(fā)動(dòng)機(jī)雖然強(qiáng)勁，但是受限于2.0L的排量，要越級(jí)挑戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的大排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)還是有點(diǎn)不現(xiàn)實(shí)。沃爾沃的解決之道是為T6發(fā)動(dòng)機(jī)加上了電機(jī)和電池，組成了一套插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)。

T8插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)包括T6發(fā)動(dòng)機(jī)、8AT變速箱、電池組，以及電機(jī)和電控設(shè)備。另外在發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器之間還有一個(gè)ISG電機(jī)。

電池組采用的是磷酸鐵鋰電池，位于車艙中部地板之下、排氣管之上。該電池組的總電量為9.2kWh，重量為125kg，可以為T8版的XC90提供40km的純電續(xù)航里程。使用普通的家用16A插座為其充電，需要2.5個(gè)小時(shí)即可充滿。

電機(jī)位于后軸處，固定在副車架上。這臺(tái)電機(jī)來自于西門子，最大功率65kW（88Ps），最大扭矩為240Nm，只用于驅(qū)動(dòng)后軸。電控設(shè)備位于后軸上方，同樣是西門子的產(chǎn)品。

ISG電機(jī)（Integrated Starter and Generator）位于發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器之間，集成在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上，用于取代傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)。另外，在減速或者制動(dòng)時(shí)，ISG電機(jī)可以回收能量，并為電池進(jìn)行充電。

借助于強(qiáng)勁的T6發(fā)動(dòng)機(jī)和高效的電機(jī)，T8插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)可以爆發(fā)出300kW（408Ps）的最大功率和640Nm的最大扭矩。這一數(shù)字距離奔馳的AMG系列和寶馬MPower還有差距，但是對(duì)上其他車型，都可以不落下風(fēng)了。

Drive-E帶得動(dòng)XC90嗎？

最后，讓我們回到開始的問題，Drive-E系列動(dòng)力總成是否能夠擔(dān)負(fù)起為沃爾沃的全系車型提供動(dòng)力的重任呢？我們就以XC90為例子來看看吧，如果Drive-E驅(qū)動(dòng)XC90沒問題，那其他車型都不在話下了。

XC90在市場(chǎng)上的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是奔馳的M級(jí)和寶馬的X5。對(duì)于后兩款車，可以說不存在“動(dòng)力不足”的爭(zhēng)議，所以，只要XC90的動(dòng)力表現(xiàn)達(dá)到了M級(jí)和X5的水平，那就完全能夠滿足消費(fèi)者的需求了。

沃爾沃XC90/奔馳ML級(jí)/寶馬X5的動(dòng)力對(duì)比
	沃爾沃XC90 T6	奔馳ML320	寶馬X5 35i
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)	L4	V6	V6
排量	2.0L	3.0L	3.0L
增壓形式	渦輪增壓	雙渦輪增壓	渦輪增壓
最大功率	235kW(320Ps)/5700rpm	200kW（272Ps）/5000rpm	225kW（306Ps）/5800rpm
最大扭矩	400Nm/2200rpm	400Nm/1300rpm	400Nm/1200rpm
變速箱	8AT	7AT	8AT
	沃爾沃X90 T8	奔馳ML400	寶馬X5 50i
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)	L4	V6	V8
排量	2.0L	3.0L	4.0L
增壓形式	機(jī)械增壓+渦輪增壓	雙渦輪增壓	雙渦輪增壓
最大功率	300kW（408Ps）/5700rpm	300kW（408Ps）/5250rpm	245kW（333Ps）/5500rpm
最大扭矩	640Nm/2200rpm	480Nm/1600rpm	600Nm/1750rpm
變速箱	8AT	7AT	8AT
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從表中可以看到，在沃爾沃XC90、奔馳M級(jí)、寶馬X5各自的低端型號(hào)對(duì)比當(dāng)中，T6版的XC90在最大功率上占據(jù)了不小的優(yōu)勢(shì)；而在高端型號(hào)的對(duì)比當(dāng)中，T8版的XC90完全碾壓了奔馳ML400，并且對(duì)上采用雙渦輪增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)的X5 50i也不落下風(fēng)。

不過，Drive-E動(dòng)力總成也有其不足的地方，奔馳M級(jí)和寶馬X5的發(fā)動(dòng)機(jī)一般在1500轉(zhuǎn)時(shí)就能爆發(fā)出最大的扭矩，而T6發(fā)動(dòng)機(jī)則要等到2200轉(zhuǎn)。好在電機(jī)的低轉(zhuǎn)扭矩非常強(qiáng)大，所以T8版本的XC90應(yīng)該不會(huì)遇到低轉(zhuǎn)動(dòng)力不足的問題。

所以，我的結(jié)論就是T6版的XC90在低轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力稍微有些欠缺，但是綜合表現(xiàn)應(yīng)該不輸同級(jí)別的對(duì)手。T8版的XC90動(dòng)力非常強(qiáng)勁，得益于插電混動(dòng)的驅(qū)動(dòng)形式，其能耗表現(xiàn)應(yīng)該也比較優(yōu)秀。Drive-E動(dòng)力總成可以很好地驅(qū)動(dòng)XC90這個(gè)大家伙，沃爾沃的其他車型自然也不在話下。

當(dāng)然，這一切都是根據(jù)紙面數(shù)據(jù)得出的結(jié)論。XC90和Drive-E動(dòng)力總成的實(shí)際表現(xiàn)還要待試駕之后才能得到最后的結(jié)論。不過，我相信Drive-E的表現(xiàn)不會(huì)讓人失望。

編輯點(diǎn)評(píng)：沃爾沃的Drive-E動(dòng)力總成雖然全系列都采用四缸的結(jié)構(gòu)，但是由于多種模塊化增壓器的加入，一點(diǎn)都不顯得單調(diào)。而且其性能表現(xiàn)相當(dāng)出眾，甚至達(dá)到了寶馬雙渦輪增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)的水準(zhǔn)。在研發(fā)成本日益高企的今天，沃爾沃的這種模式或許是未來的一個(gè)方向。