看家本领的对决——看本田和别克如何把玩动力总成技术

作者 邓一默(花卷)

说在开头:

一辆车的动力性能如何,取决于两个方面,一方面是发动机的性能,另外一方面是变速箱的传动效率。

我们时常在讨论发动机技术的时候,多多少少会提到本田VTEC,它在过去的历史中扮演着重要的角色。虽然已经是老生常谈的话题,但是每每回味总让人热血澎湃。

80年代中后期,在F1的涡轮时代,本田VTEC1.5升排量V6涡轮增压发动机功率达1000多匹,最终逼着赛会方调整比赛规则,足见本田在发动机技术方面的造诣之高。


90年代虽然发动机技术有很多革命性的进步,但变速箱的变革却少之又少,在2000年后很多车厂才把研发重心放在了变速箱上。

经常看到一些车评人在评价一辆车时,会说到“变速箱拖累了发动机,否则它的动力会更好”。可见,变速箱在整车动力表现当中扮演着重要角色。

除去手动变速箱不说,单说自动变速箱,从最普遍的AT(液力变矩器);AMT(奇瑞QQ上就有用到);CVT(无级变速);再到DCT(双离合自动变速箱),当属AT的变革最大,从4AT、5AT、6AT……一直到今天我们要说的9AT,它的结构、特性和实际使用感受都发生了翻天覆地的变化。


                                                                    车型诞生背景

今天我们拿两台历史底蕴厚、更迭数代的车型来进行解析,全新君威1.5T和第十代雅阁1.5T,这两个车型也是日本和美国轿车中最具代表性的,君威是在之前美国市场对“私人豪华中型车”的消费需求下诞生的。

雅阁的诞生背景很有趣,由于创始人本田宗一郎是美式肌肉车的忠实粉丝,他本人也是庞蒂亚克•火鸟的车主,所以他打算开发一款后驱、V6发动机、类似福特野马的双门硬顶跑车。但在那个石油资源紧缺、排放法规日益严格的年代,这个愿景很快就被公司给否了,取而代之推出了一台经济型轿车,也就是后来的雅阁。

如今本田雅阁已经更新到了第十代,而君威也更新到了第六代,虽然在车型差异上相比40年前要小许多,但他们在各自发动机技术和变速箱技术上依旧拥有自己独特的看家本领。


发动机PK

“摩尔定律”见证着信息技术的快速发展,类似的现象同样出现在发动机技术领域。先来说新君威的这台1.5T Ecotec发动机,相比40年前的7.5升V8发动机,在小排量成为发展大趋势的同时,动力反而在提升,油耗也在下降。

这款Ecotec 1.5T发动机,最大功率125kW最大扭矩252N*m,账面数据非常不错。有了不错的动力性能,还需要平顺稳定的输出。涡轮增压发动机首要解决的问题就是涡轮迟滞现象,由于涡轮增压器是依靠发动机排出的废气来推动,所以涡轮叶片的惯量越大,迟滞现象越严重,全新君威的这台发动机首先在设计时缩短了涡轮与发动机之间的距离,通过排气歧管与缸盖一体化的设计缩短排气经过的路径,让涡轮快速启动。同时,低惯量的涡轮叶片与仅35mm涡轮直径都让涡轮降低了许多旋转惯量,因此它在1600转的工况下就可以输出90%的扭矩。

此外,它的凸轮轴为中空设计,有效降低了发动机内部的旋转惯量,再加上发动机缸盖、缸体、凸轮轴罩盖、前壳、油底、发动机底座都采用全铝设计,使得发动机本体的重量也降低了很多。

可变排量机油泵的加入也使发动机内部减轻了很多负担,传统机油泵一般是100%来向发动机各部位泵送机油的,但是发动机在低转速区间时不需要很多机油量来润滑,于是就产生了多余的阻力,可变排量机油泵可以调节泵送机油的量,减少多余泵送的机油对发动机内部造成的阻力,从而达到降低油耗的目的。

1.5T ecotec发动机也有类似VTEC的技术,通过对发动机凸轮的相位进行调节,从而使得气门开启和关闭的角度随发动机转速的变化而变化,提高燃油经济性。

我们再来看看第十代本田雅阁的1.5T(L15BN)发动机,它跟冠道和思域上的那台1.5T并不一样。雅阁上的这台属于地球梦系列的第二代发动机,分高低功率两个版本(L15BN和L15BM),我们只说260 TURBO的高功版(143kW的最大功率和260N.m的最大扭矩)。

这台发动机的技术核心在于VTEC+涡轮技术上,第十代雅阁放弃了之前一直坚持的自然吸气发动机。尽管VTEC技术已经不新鲜了,早在1989年就已经推出,当年第一次搭载在B16A自然吸气发动机上,它是能控制气门升程和正时的电子控制系统,通过位于气门摇臂上的同步卡销来调整凸轮角度以控制气门的开度,这项技术被广泛应用在本田的发动机上,包括今天讲解的L15BN发动机。

在L15BN发动机的凸轮轴上,每个气缸配有三个凸轮,其中两个为低升程凸轮,一个为高升程凸轮,可以实现两个工况的转换。在中低转速时,采用较低的气门升程来控制燃油经济性,高转速采用升程较大的凸轮来提升动力,这也是本田的工程师为什么要在增压机中坚持使用VTEC技术,它可以更好地提升发动机的扭矩表现。由于VTEC支持在宽转速区间内使用不同的气门升程策略,因此可以保证任何时间进气效率都达到最高,配合来自三菱的低惯量涡轮,最终就会得到我们上面所说的高灵敏度的响应。

在发动机上,别克的1.5T ecotec发动机在轻量化、降噪以及提升整车NVH方面有非常独到的技术和结构设计。而雅阁的1.5T发动机在以往的黑科技VTEC的基础上加入了涡轮增压及直喷技术。


变速箱PK

下面来说变速箱,我们时常讨论一台变速箱的逻辑是不是好,但逻辑是什么很多人恐怕都说不清楚。其实好的变速箱逻辑,就是你想要动力的时候变速箱能让发动机时刻保持在输出功率较高的转速范围;你想要平稳驾驶的时候,变速箱又可以兢兢业业地安抚好发动机转速。另外,换挡过程是不是舒服、够不够快也基本都要靠变速箱来实现。

挡位越多并不意味着车子能跑得越快,而意味着挡位之间的传动比之差越小,这也意味着每换一个挡,发动机降低的转速会越小,好处是整车加速快了、换挡快了,同时巡航时的转速更低了。君威的9AT变速箱和雅阁的CVT变速箱有什么差别?打个比方,我们把带有挡位个数的别克9速Hydra-Matic变速箱比作“台阶”,那么雅阁的CVT无级变速箱就相当于一个“斜坡”了。在固定的距离中设定的楼梯数越多,每上一级台阶就越轻松,而且“台阶”能承受的扭矩很高并且不会打滑,而“斜坡”承受的扭矩不会太高,如果你上楼梯时太过用力,就会发生打滑的现象。

回到汽车本身,给横置平台开发多挡位变速箱,主要是为了提升低速时的扭矩响应和降低高速巡航时的油耗。9AT既然是为了替代之前的6AT来的,横置平台下机舱的空间又很有限,在固定的空间里多放下三个挡位就意味着9AT的结构必须要非常紧凑。

9速Hydra-Matic变速箱内部和以往变速箱最大的不同是采用了单向离合器来代替传统的机械二极管式离合器,减少了离合器组,因此变速箱长度有所缩短。

启停液压储能器是9速Hydra-Matic变速箱另一个亮点,它就像个弹簧,发动机在平时工作时能帮助它补充能量,在发动机启动的瞬间,储能器能让变速箱瞬间挂入1挡。9AT相比传统6AT来说,齿比范围相对会更大(实际7.6:1),不管8AT还是9AT,多出来的几个挡通常是用来做超比挡的(速比小于1),这样设计的初衷是为了用非常低的转速来进行高速巡航,达到省油的目的。

但这也很容易出现问题,虽然有了几个夸张的超比挡,但如果变速箱只是搭配了一个动力不够强劲的发动机,根本就没机会上第9个挡,甚至7、8挡都很费劲,ZF的9AT第5个挡就是1:1,后面全是超比挡,第9挡齿比达到了0.48,这很不切实际,结果就是在冠道370 TURBO上,虽然发动机的功率高达272马力,但高速巡航时也很难挂上第9挡。

如果我们拿别克9速Hydra-Matic与ZF 9HP相比,我们就会发现别克9速Hydra-Matic的齿比设计目的是提高换挡平顺性,只有第8、9挡才是超比挡,在2、3挡之间的齿比变化非常小。因此在城市慢行中2、3挡的利用率很高,齿比越接近,换挡平顺性就越好。

本田的CVT变速箱在实际驾驶感受上,其实相比日系其他两个品牌丰田和日产来说要更灵敏一点。如果轰一脚油马上松脚,日产的反应速度慢到甚至有些空挡轰油的感觉,丰田、本田的就是延迟了一个小间隙后,还是能较快地给你一个加速。不过丰田相比之下还是比较柔和,而本田对油门的反应更敏感一点。

CVT变速箱的特点是可以根据驾驶者的操作,在一定的传动比之间连续变化传动比,将发动机转速调整到最合适的区域,比如获得较低的巡航转速或始终保持在最大功率转速。因为CVT变速箱不涉及挡位切换,所以从根本上消灭了顿挫的可能。不过从另一个角度来说,CVT变速箱是燃油经济性取向的终极形态,它和性能还有大功率什么的几乎没有关系。

CVT变速箱中最核心的部件是传动钢带,日本几大车厂只有本田自己研发和制造传动钢带。丰田后宫佳丽三千,自有爱信公司提供,而日产则使用的是jatco公司提供的传动钢带。自己生产变速箱有一个好处就是传动钢带和自己的发动机匹配度高,毕竟亲妈更懂自己。

小结

经过详细的分析,别克君威的发动机更多在结构和零部件的创新设计上得到了很好的实际效果,整体减重、静谧性增强以及达到更低的油耗,更加绵密的齿比分布也带来了更加平顺迅速的换挡体验。而本田发动机的开法目的是更好地将VTEC和涡轮增压结合起来,实现更好的低扭表现,达到高灵敏度驾驶响应的开发目标。本田变速箱方面,使用CVT变速箱油耗经济取向明显,但是运动性不足,与它第十代车型运动型的定位略有冲突。



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