阿特金森循環(huán)，這個(gè)在當(dāng)下眾人皆知內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，其實(shí)在1882年就被發(fā)明出來，盡管擁有超越時(shí)代的效率提升，但因?yàn)槠渥畲蟮娜秉c(diǎn)便是在低轉(zhuǎn)速時(shí)效率低、扭力較差，當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率很小，這種循環(huán)降低了功率密度，因此不可能成為的主流方案，阿特金森循環(huán)走進(jìn)人們的視野但也很快進(jìn)入歷史。直到1997年，混動(dòng)汽車開山鼻祖——豐田普銳斯出現(xiàn)，阿特金森循環(huán)才真正地進(jìn)入到普羅大眾的視野。
被豐田盤活的阿特金森
1997初代豐田普銳斯
1997年，豐田在普銳斯身上裝備了1NZ-FXE發(fā)動(dòng)機(jī)，并用電機(jī)完美解決了阿特金森在低轉(zhuǎn)速時(shí)的「硬傷」，一夜之間，大家才發(fā)現(xiàn)原來阿特金森還可以這么用，其天才式的THS混動(dòng)系統(tǒng)可以說是拯救了阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)。
搭載本田R20A發(fā)動(dòng)機(jī)的2007款雅閣Coupe EX-L
后來隨著混動(dòng)汽車的發(fā)展，阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)用就越來越多了，譬如本田R18A/R20A型發(fā)動(dòng)機(jī)、日產(chǎn)HR12DDR型發(fā)動(dòng)機(jī)、大眾的明星發(fā)動(dòng)機(jī)EA888 TSI型發(fā)動(dòng)機(jī)等等。
長(zhǎng)安1.5T藍(lán)鯨發(fā)動(dòng)機(jī)
國(guó)內(nèi)車廠也在阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)上投入了大量的資源，2009年長(zhǎng)安成功研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)——JL475Q3發(fā)動(dòng)機(jī)。后來諸如一汽CA4GB15TD、長(zhǎng)安藍(lán)鯨、東風(fēng)C15TDR、傳祺鉅浪ATK、比亞迪驍云等國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)陸續(xù)現(xiàn)世，國(guó)產(chǎn)品牌已經(jīng)在阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)與混動(dòng)技術(shù)上達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
4款阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)怎么樣？
各種阿特金森崛起，讓大家不免產(chǎn)生對(duì)比，那接下來我們從動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性、NVH、碳排量、結(jié)構(gòu)耐用度五個(gè)角度對(duì)一些歷史經(jīng)典車型和市場(chǎng)熱門車型的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合評(píng)比，并以雷達(dá)圖的方式呈現(xiàn)讓大家有一個(gè)直觀感受，因?yàn)闀r(shí)間跨度比較大，HEV與PHEV的標(biāo)準(zhǔn)也不同，所以在最后雷達(dá)圖評(píng)價(jià)中更多的是橫向?qū)Ρ取?/p>
第二代豐田普銳斯（2005）
要談混動(dòng)汽車和阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，就不可能繞過第一臺(tái)量產(chǎn)混動(dòng)車——豐田普銳斯。1997年，豐田第一代普銳斯與其獨(dú)特的混動(dòng)系統(tǒng)橫空出世，在市場(chǎng)上大獲成功，直到今天依然被人們津津樂道，我們點(diǎn)評(píng)第一臺(tái)就是第一、二代普銳斯的1.5L 1NZ-FXE型阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)。
動(dòng)力性能：普銳斯的動(dòng)力性能其實(shí)不算差，動(dòng)力總成最大功率107kW，最大扭矩超過400N·m，零百加速9.66s，作為一臺(tái)A級(jí)車來說中規(guī)中矩。
經(jīng)濟(jì)性：因?yàn)橛袕U熱再循環(huán)系統(tǒng)，1NZ-FXE發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了36.8%的熱效率，NEDC綜合油耗4.7L/100km，即使在二十年后的今天看來依舊是一個(gè)很好的成績(jī)。
NVH：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本控制在4000轉(zhuǎn)以下，同時(shí)消音器的配置和減震材料的涂抹也幫助NVH控制達(dá)到了更好的效果。
碳排放：美國(guó)環(huán)境保護(hù)署和加州空氣資源委員會(huì)根據(jù)二氧化碳排放量評(píng)價(jià)Prius是美國(guó)最干凈的車輛。英國(guó)交通部公布Prius是在英國(guó)銷售的車輛中第二最少二氧化碳排放。
結(jié)構(gòu)耐用度：1NZ-FXE型發(fā)動(dòng)機(jī)為了做到輕量化，采用了全鋁合金機(jī)體，通過一系列手段減少了運(yùn)動(dòng)副之間的磨損，增加了耐用性。如今還能看到很多跑了10w+公里的車主們?cè)诳滟澦麄兊膼圮嚒?/p>
總結(jié)一下，普銳斯的1NZ-FXE型阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)和THS混動(dòng)系統(tǒng)，除了動(dòng)力稍遜，在其他所有維度都展現(xiàn)出了那個(gè)時(shí)代的最高水準(zhǔn)，后來的大部分混動(dòng)系統(tǒng)都有豐田的影子，普銳斯即使與當(dāng)下流行的混動(dòng)車型做對(duì)比依然有優(yōu)勢(shì)之處。
本田第九代雅閣 （2013）
在豐田用THS系統(tǒng)制霸混動(dòng)車市場(chǎng)之后，本田一直在試圖打破豐田的封鎖，在1999年搭載在量產(chǎn)車Insight上的IMA系統(tǒng)失利后，本田意識(shí)到靠IMA混動(dòng)系統(tǒng)不可能打敗THS，于是本田走出了三條路：i-DCD，i-MMD，Sports Hybrid SH-AWD，其中搭載在雅閣等車型上的i-MMD系統(tǒng)終于大獲成功。我們要點(diǎn)評(píng)的就是第九代雅閣混動(dòng)版所使用的LFA11阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)。
動(dòng)力性能：相對(duì)于豐田，本田的動(dòng)力性能一直更令人稱道，這臺(tái)自然吸氣式阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率105kW,最大扭矩165N·m，對(duì)于2.0L的排量來說，這個(gè)數(shù)值并不算大。但是雅閣使用了非常強(qiáng)大的交流同步電動(dòng)機(jī)，最后動(dòng)力系統(tǒng)最大功率124kW，最大扭矩307N·m。
經(jīng)濟(jì)性：LFA11型發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)的新高，達(dá)到了的38.9%，即使對(duì)于高熱效率的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)來說也是一個(gè)驚人的數(shù)據(jù)。而且本田也采用了廢氣再循環(huán)冷卻器，最后取得NEDC綜合油耗為4.2L/100km。
NVH：第九代雅閣的NVH一直是飽受詬病的一點(diǎn)，由于沒有實(shí)際的變速箱，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)必須調(diào)教為適合經(jīng)濟(jì)區(qū)間的高轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始充電或者完全介入高速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲十分明顯，同時(shí)懸架調(diào)教過于活潑，震動(dòng)很容易被傳入車內(nèi)。
碳排放：類似于豐田的VVT，LFA11型發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是VTC執(zhí)行器，通過智能點(diǎn)火正時(shí)控制機(jī)構(gòu)來控制尾氣生成，但碳排放表現(xiàn)中規(guī)中矩。
結(jié)構(gòu)耐用度：LFA11型發(fā)動(dòng)機(jī)使用的的也是鋁合金材料，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上天然劣勢(shì)于使用鑄鐵材料的德系車，同時(shí)由于較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間，無變速器的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致第九代雅閣的發(fā)動(dòng)機(jī)故障率相對(duì)偏高。
總結(jié)來說，第九代雅閣所搭載的LFA11型發(fā)動(dòng)機(jī)、i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)，優(yōu)缺點(diǎn)都十分鮮明，在動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性上做到了翹楚，但其他方面表現(xiàn)平平，NVH控制尤其不能讓人滿意。
奧迪Q7 e-tron（2017）
奧迪作為德系車的代表，也在混動(dòng)汽車和阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)上投入了很大的力量。e-tron系列就是奧迪作為傳統(tǒng)車企應(yīng)對(duì)新能源市場(chǎng)轉(zhuǎn)變的答案，2015年上海車展首發(fā)的奧迪Q7 e-tron也是奧迪混動(dòng)汽車的代表車型（PHEV)。我們要點(diǎn)評(píng)的正是在奧迪Q7 e-tron上搭載的EA888第三代MLB evo 2.0L TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)（下文簡(jiǎn)稱為EA888）。
動(dòng)力性能：這臺(tái)EA888的最大輸出功率為185kW，最大扭矩為370N·m。配合盤式永磁同步電機(jī)，Q7 e-tron的動(dòng)力系統(tǒng)可提供270kW的功率和700N·m的扭矩，最大時(shí)速220km/h，零百加速5.8s，動(dòng)力性能可謂十分出眾。
經(jīng)濟(jì)性：因?yàn)椴捎昧朔謱尤紵夹g(shù)，這臺(tái)EA888熱效率達(dá)到了38%，混動(dòng)模式下，Q7 e-tron的NEDC綜合油耗僅2.5L/100km，城市路況實(shí)測(cè)大概在4-5之間，在經(jīng)濟(jì)性上表現(xiàn)也很出色。
NVH：這臺(tái)EA888使用了活性碳罐系統(tǒng)，增加了降噪裝置。實(shí)測(cè)中，汽車啟動(dòng)時(shí)除了輕微電機(jī)聲幾乎聽不到發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，高速狀態(tài)下來自發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲也不明顯，NVH表現(xiàn)優(yōu)秀。
碳排放：在排放方面，EA888的雙噴射系統(tǒng)居功甚偉，低轉(zhuǎn)速+高負(fù)荷是GDI（缸內(nèi)直噴）噴兩次，高轉(zhuǎn)速+高負(fù)荷是GDI噴一次，中負(fù)荷采用多點(diǎn)噴射（MPI)，偶爾用一下GDI防止汽油結(jié)焦。靈活的噴射方式和B循環(huán)的壓縮比減小降低了廢氣尤其是氮氧化物的產(chǎn)生。
結(jié)構(gòu)耐用度：我們都知道EA888有一點(diǎn)一直被人詬病，那就是燒機(jī)油。這臺(tái)第三代EA888重新設(shè)計(jì)了活塞環(huán)，第三層控油環(huán)由兩塊薄鋼板、一個(gè)墊片和一個(gè)膨脹彈簧構(gòu)成，油氣分離器也改成了兩級(jí)分離，燒機(jī)油情況得到了明顯的改善。
總的來說，Q7 e-tron使用的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)，在所有方面都達(dá)到了不錯(cuò)的水準(zhǔn)，雖然在同級(jí)別的插電式混合動(dòng)力汽車中不算特別有亮點(diǎn)，但老牌車企的底蘊(yùn)依然讓他拿出了適用于混合動(dòng)力汽車的優(yōu)秀發(fā)動(dòng)機(jī)。
比亞迪秦PLUS DM-i（2021）
說過了日系德系的混動(dòng)、插混汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之后，我們回到國(guó)產(chǎn)，上文提到了不少國(guó)產(chǎn)混動(dòng)汽車和阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，這里我們選取的是最具代表性的國(guó)貨之光比亞迪。比亞迪的超級(jí)混動(dòng)技術(shù)DM-i問世以來，已經(jīng)受到了太多的贊揚(yáng)，這里選取的車型是秦PLUS DM-i 120KM，這款車如今是新能源汽車市場(chǎng)上的大熱門，甚至于一車難求。它搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)是4720A的驍云1.5L自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。
動(dòng)力性能：驍云發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為81kW，最大扭矩135N·m，只能說是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的自吸式發(fā)動(dòng)機(jī)，為了超高的熱效率犧牲了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。搭配145kW，325N·m的永磁同步電機(jī)，比亞迪秦PLUS DM-i可獲得7.3s的零百加速。
經(jīng)濟(jì)性：驍云發(fā)動(dòng)機(jī)在熱效率上創(chuàng)下了一個(gè)驚人的歷史記錄：43%，比豐田一直保持的記錄高了兩個(gè)百分點(diǎn)，它的壓縮比也達(dá)到了驚人的15.5。秦PLUS DM-i NEDC綜合油耗0.7L/100km，最低電荷油耗3.8L/100km，堪稱恐怖。
NVH：一味的輕量化和減法當(dāng)然有它的缺點(diǎn)，驍云發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH控制做的不是很完美，在60km的時(shí)速以下汽車的噪聲很小，但60到100的加速區(qū)間，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷區(qū)，噪聲巨大。
碳排放：比亞迪基于A-SPICE規(guī)范，自主開發(fā)了控制器的核心算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DM-i系統(tǒng)的高精度控制。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)排放來說最怕的就是冷機(jī)工況和小負(fù)荷工況，但驍云通過自己的高精度控制器，讓發(fā)動(dòng)機(jī)避免了這些高排放區(qū)域，永遠(yuǎn)的處于低排放高效率的區(qū)間。
結(jié)構(gòu)耐用度：根據(jù)官方數(shù)據(jù)，在NEDC和WLTCI況下，DM-i電機(jī)驅(qū)動(dòng)占比分別達(dá)到88%和82%。在市區(qū)行駛時(shí)，99%的工況是以電機(jī)驅(qū)動(dòng)，讓秦PLUS真正做到以電為主。從原理看，驍云發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用程度起碼可以過關(guān)。
總結(jié)一下，比亞迪為代表的國(guó)產(chǎn)新能源汽車廠商和傳統(tǒng)車企在思維上是不同的，傳統(tǒng)車企想的是如何給燃油車?yán)m(xù)命，比亞迪們就是要革燃油車的命，這一點(diǎn)上比亞迪是具有先天優(yōu)勢(shì)的。從驍云發(fā)動(dòng)機(jī)來看，面對(duì)新時(shí)代，國(guó)內(nèi)的車企顯然比傳統(tǒng)車企轉(zhuǎn)身轉(zhuǎn)得更快、更瀟灑。
邦點(diǎn)評(píng)
我們分享了分別來自日系、德系、國(guó)產(chǎn)的4款車型，希望可以讓讀者們對(duì)阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)這一概念有更多的了解。同時(shí)，我相信我們的國(guó)產(chǎn)車可以在時(shí)代轉(zhuǎn)折之際實(shí)現(xiàn)彎道超車，我們的國(guó)家可以成為真正的汽車強(qiáng)國(guó)。
