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日產天籟2.0T長測:揭秘可變壓縮比發動機的工作邏輯

[汽車之家 長期測試] 大家好,我是汽車之家廣州分站編輯常慶林。我在接下來的半年時間裡將為大家長測東風日產天籟2.0T車型。我申請長測天籟2.0T車型除了因為新車年輕化的外觀設計與我的審美相匹配外,還因為其搭載了目前全球唯一一款量產2.0T可變壓縮比發動機(點擊看技術剖析)。作為技術控的我對該發動機的動力和油耗表現有著十足的好奇,希望通過長測來了解更多。

在本次長測項目中,我將通過8期文章為大家展現這款車在日常使用的方方面面,大家有什麽問題都可以通過文章留言或編輯部落格向我提問,我一定會知無不言、言無不盡。

為什麽選擇2.0T XL Upper 智享版?

我本次長測的車型是2019款天籟2.0T XL Upper智享版,廠商指導價為22.98萬元,這是日產天籟2.0T的次低配車型。

目前2019款天籟2.0T車型共有4款,XL Upper智享版相比低一檔次的XL 智領版(2.0T最低配,廠商指導價為21.58萬元)價格高了1.4萬元,但多了很多實用功能,其中包括電子手刹、並線輔助、自動緊急製動、自動駐車、前排座椅加熱、LED大燈、自動防炫目內後視鏡等。而且相比XL 智領版,XL Upper智享版儀表盤液晶顯示屏和中控液晶屏尺寸更大,同時多媒體系統功能也更為強大。從配置性價比上,我認為XL Upper智享版比起XL 智領版更好。

XL Upper智享版相比起高一檔次XV 智尊版(2.0T次頂配,廠商指導價為26.58萬元),少了車道偏離預警、前駐車雷達、360度全景影像、自適應巡航、自動泊車、方向盤加熱、HUD抬頭顯示、BOSE音響系統、單色車內氛圍燈等功能。頂配XV AD1 智尊領航版(廠商指導價為26.98萬元)則在次頂配XV 智尊版基礎上追加了車道保持功能,進一步完善車輛的駕駛輔助系統。

我個人覺得天籟2.0T頂配和次頂配車型適合那些經常上高速跑長途的用戶,因為自適應巡航和車道保持功能可大大降低駕駛疲勞。我平時主要都是在廣州市區或周邊跑,XL Upper智享版的配置基本上能滿足我的要求,而且價格比次頂配車型要便宜3.5萬元。結合我的用車需求以及車型的性價比,所以我選擇了天籟2.0T XL Upper智享版作為長測車。

新車初印象

其實在提這台天籟長測車之前,我與第7代天籟早已有過接觸,那是在今年中型車橫評的時候。那台橙色天籟2.0T優秀的動力性能和乘坐舒適性給予我深刻印象(點擊回顧《七款熱門合資中型車橫評測試》)。

天籟車系年輕化之路是從2013款車型開始的。2013款天籟源自於美版Altima車型。Altima車型在設計風格上更偏向運動化,這使得2013款天籟和其上代車型相比更顯年輕和活力。

2016款天籟是2013款的中期改款車型,前臉設計經過了較大的改動,使該車前臉更具家族設計風格,進氣格柵位置顯眼的V字形鍍鉻裝飾件是V-Motion設計語言的標誌性設計。

去年12月,新一代天籟正式上市,新車毫無意外地沿用了最新美版Altima車型的外觀造型設計。相比上代車型,新車外觀線條更為犀利,造型也更加棱角分明。

相比上代車型律動感較強的腰線設計,新天籟的兩條腰線弧度較小,設計師落筆一氣呵成,給人以剛健之感。

車尾唯一彰顯運動風格的就只有那個擴散器造型的裝飾板,當然這只是個裝飾板而已,對於提升車輛下壓力的作用較小。

內飾和功能有何亮點?

目前天籟有兩種內飾配色可選,分別是看上去居家溫馨的黑色+米色搭配以及彰顯運動氛圍的全黑配色。我個人更喜歡全黑配色,因為這種配色的中控台中部採用的是一塊黑色皮革質感的飾板貫穿中控台中部,比另一種配色採用的仿木紋飾板要好看很多。

該儀表盤整體設計和布局與日產其他車型類似,日產車的老用戶看到這款儀表應該會感到非常親切,也與中控台設計風格相匹配。

剛拿到這台天籟時,我發現中控台上的8英寸觸摸屏顯示偏暗,反光也有些明顯。後來經過一番摸索後,發現在多媒體設置菜單中有螢幕亮度調節選項,我把螢幕亮度調至最高後,顯示效果提升了不少,即使螢幕表面有一定程度的反光也能看清螢幕的內容了。由於剛拿到這台天籟長測車,多媒體系統的部分功能我還沒來得及申請開通。相關的體驗內容我將在接下來的長測文章中向大家展示,請各位繼續關注。

天籟整個中控台在設計上採用的是注重實用性的原則,沒有太多花哨的設計,各種常用的功能都設置了實體按鈕,方便用戶使用。相比其他品牌一些車型設計花哨、功能繁複的內飾設計和功能按鍵布局,我更喜歡天籟這種平實的設計,至少我不會再因為找不到某項功能而懷疑自己的智商是不是不夠用了。

值得一讚的是,新天籟與以往的車型一樣,後排座椅坐墊寬大而且填充物較為柔軟,坐上去非常舒服,就像坐到沙發上一樣。

尾箱空間方面,天籟的後排座椅不能放倒,所以空間利用靈活性上會差一些,主要是搬一些較長的大件物品(如家私)時有些不方便。我平時用車最多是放一個箱子、幾個背包以及一些雜物,天籟的尾箱空間還是綽綽有余的。

微體驗

發動機的壓縮比

天籟搭載的2.0T發動機,其物理壓縮比調節機構是無級調節的,在調節過程中,發動機不會有特別的聲音發出,動力輸出也很連貫。

我在日常駕駛時發現,天籟這款2.0T發動機大部分時間是工作在自然吸氣+高壓縮比模式的,進氣壓力指針一般會在0到-1之間徘徊(自然吸氣發動機的典型工作狀態),壓縮比指針很積極地保持在底部,即最高壓縮比14:1。這樣的設定顯然是為了降低日常駕駛工況下的油耗。關於天籟在市區行駛時的油耗表現,請參看本文最後的油耗記錄部分。更多關於這款2.0T可變壓縮比發動機的特性和使用體驗內容請關注我後續的天籟長測文章。

USB口充電功率

由於天籟2.0T車型帶了兩個Type-C USB接口,為了測試這個接口的功能,我買了一個轉換線,把它轉成普通的USB接口。本期文章我先來測試一下車上4個USB接口的充電電流。

通過USB電流測試工具,我測出了車上4個USB接口的最大充電電流,詳細數據可以參看下表。(注:我使用一台電量為50%的手機進行測試,因為在該電量下手機的快充功能可以激活。)

從實測結果來看,天籟車內四個USB接口的充電電流在1A左右,充電功率約為5W,前排USB接口充電功率稍大於後排。5W的充電功率不算大,充電速度只能算是中規中矩。我的手機關掉後台運行的應用,關閉螢幕充電的話,10分鐘能充5%左右的電量。

關於油耗

在接近3周的時間裡,我駕駛天籟2.0T行駛了546公里,平均車速是22km/h,行駛的主要是市區路況,實測油耗為10.04L/100km,比表顯油耗9.2L/100km高一些,實測油耗數值接近汽車之家對中型車油耗的推薦值(10L/100km)。但考慮到長測車這段時間的平均時速低於汽車之家燃油車油耗測試標準的30km/h,其整體油耗表現在意料之中。那麽這款車長途駕駛時的油耗表現又會是怎樣呢?我在接下來的長測文章中會為大家揭曉。

總結

拿到這台天籟2.0T約3周時間,行駛了約546公里。這台車年輕的外觀和人性化的內飾是我最喜歡的地方。這款車特別的2.0T可變壓縮比發動機在日常駕駛時很積極地保持在較高的壓縮比來降低油耗,我實測的市區行駛油耗為10.04L/100km,接近汽車之家對中型車油耗的推薦值。第一期長測文章只是我對這台天籟的初體驗,可能在有些方面的體驗並不是那麽仔細,更詳細的內容我將在接下來的文章中為大家奉上。如果各位朋友有關於天籟2.0T車型的問題,也可以隨時在我的編輯部落格留言,我會一一回復的。(圖/文/攝/汽車之家 常慶林)

[汽車之家 長期測試] 歡迎大家繼續關注我為大家帶來的第二期天籟2.0T車型長測文章。本期文章我將為大家揭秘日產這台2.0T VC-T可變壓縮比發動機(下稱“2.0T發動機”)的工作邏輯。究竟日產用20年時間研發而成的發動機在工作邏輯上面有怎樣的特點呢?通過一段時間的長測,我總結了一些規律並嘗試分析更深層次的原因,在此與各位網友分享一下。

天籟2.0T發動機的開發初衷

我此前對天籟這款2.0T發動機進行了深度拆解並介紹了這款發動機內部機械結構和一些設計特點,在本期的長測中就不再累贅了,感興趣的朋友可以翻看我之前的文章(點擊查看天籟2.0T發動機拆解文章)。

如果日產的技術開發以多快好省的原則推進的話,天籟上的這款歷時20年開發的2.0T發動機絕對逃不出夭折的命運,因為沒有多少企業願意冒險去做一件需要長期巨額投入、回報周期極長、不是100%成功的事情。通過把發動機研發項目外包再配合好的行銷手段,同樣能讓消費者買單,獲得市場的認可,而且風險相對於自主研發要低得多。(點擊查看日產可變壓縮比技術開發故事)

這款2.0T發動機顯然不是為了科研目的而開發的,其開發初衷主要還是為了應對日益嚴苛的排放法規。此外,日產也需要通過一款擁有核心技術的發動機產品來支承起旗下的日產和英菲尼迪品牌。

VQ系列發動機自誕生以來,推出了各種變種,其排量從2.0L到4.0L不等,共有14款不同型號。天籟上這款KR20DDT發動機要取代的正是2011款天籟公爵3.5L車型上搭載的那台VQ35DE自然吸氣V型6缸發動機。

我認為,把任何一款經典的發動機放入歷史的洪流裡,它都會有被超越的一天。KR20DDT發動機正是以超越者的角色出現在VQ35DE發動機面前的。相比2011款天籟公爵3.5L車型上的VQ35DE發動機,現款天籟上的2.0T發動機在動力輸出性能方面已全面超越,與此同時,這款發動機也符合目前國內最新的國VI排放標準。不要小看這個國VI排放標準,有些其他品牌車型搭載的發動機在升級國VI排放後,雖然最大動力輸出參數上變化不大,但動力輸出特性上卻有了明顯變化,導致加速成績下降,無法達到國V排放機型的動力水準。對動力性能有要求的朋友最好親自到店測試心儀車型國V和國VI版本的動力差異後,再決定購買哪個版本。

作為一款去年12月上市的新車,天籟2.0T車型在其生命周期中還有非常長的一段路要走,我暫且不評論這一代天籟車型成功與否,其搭載的這台歷時20年時間開發的可變壓縮比發動機應該算是成功的,也再一次擦亮了“技術日產”這塊招牌(出自“技術日產,人·車·生活”這句廣告語)。

如果不說,你可能不知道這是一款可變壓縮比發動機

從實際的駕駛感覺上來看,天籟這款2.0T發動機的可變壓縮比機構在工作時不會發出任何特殊的聲音,也就是這款2.0T發動機不會有像搭載VTEC可變氣門升程技術的本田發動機那樣,在VTEC機構切換氣門升程後會顯著改變發動機工作時發出的音調,俗稱“開TEC”。當然了,如果駕駛員深踩油門,發動機轉速提升至3000轉以上時,在車內還是能明顯聽到發動機的運轉噪音的,這與普通發動機工作時的聲音並沒有太明顯的區別。

首先我們來看看這個信息顯示界面,增壓壓力的範圍為-1到2(進氣歧管氣壓,部門為bar,1bar≈1個大氣壓)。當增壓壓力指針指向0時表示當前進氣歧管的氣壓與環境氣壓相等,即沒有增壓。但在日常駕駛時,我們會看到這個增壓壓力指針指向的是負數,這是因為在自然吸氣工作模式下,發動機通過節氣門來控制負載,當節氣門處於非全開狀態、渦輪增壓器處於非增壓狀態時,進氣歧管中的壓力便會低於環境氣壓,此時儀表中的指針便會指向負數。

車輛怠速時,增壓壓力為負值,壓縮比指針處於底部。首先,壓縮比指針處於底部表示發動機工作在14:1高壓縮比,由於怠速時發動機處於低負載工況,節氣門開度較小,所以在進氣歧管內形成了負壓。

車輛起步後,如果我以溫柔的駕駛方式控制油門踏板的話,增壓壓力指針會在0到-1之間徘徊,油門越大,增壓壓力指針就會越接近0。當指針非常接近0時,這表示節氣門此時已經處於全開狀態且渦輪增壓器還未開始工作。我發現,只要發動機負載較小(如在水準路面上輕點油門保持車速或緩慢提速的情況),壓縮比都能一直保持在最高壓縮比,從而讓發動機保持低油耗。

發動機負載進一步增大時(如我進一步加大油門開度或者車輛遇到上坡路況),增壓壓力指針會保持在0附近,壓縮比指針開始往上走,即壓縮比會隨著負載的增加而縮小。在這種工況下,壓縮比能夠在14:1到8:1之間變化,視乎負載的大小而定。

當我要快速起步或者提速超車時,我會握緊方向盤深踩一腳油門,此時渦輪增壓器開始介入,把增壓壓力提升至0以上。此時,壓縮比指針一般會越過中線(壓縮比為12:1),在12:1到8:1之間變化。

當我把油門踩到底時,增壓壓力會飆升至1.5bar以上(最大值稍大於1.5bar,無法達到儀表上的2.0bar),壓縮比會降低至最低壓縮比8:1,發動機的最大動力全數釋放。

得益於可變壓縮比機構,這款2.0T發動機在自然吸氣工作模式下能夠滿足更寬的負載需求。所以在大部分實際駕駛環境中,這款2.0T發動機是工作在自然吸氣模式下的,ECU會採用盡可能高的壓縮比來降低油耗水準。通常只有在我深踩油門(超過50%開度)時,渦輪增壓器才會介入來壓榨動力輸出。在提速過程中,沒有突如其來的推背感(動力輸出階躍),整個動力輸出提升過程較為連貫,與這款車注重舒適的定位相匹配,這裡面有來自加特可CVT8 HT變速箱(HT表示高扭矩版本)的功勞。說到天籟的變速箱,目前與日產2.0T發動機匹配CVT8 HT變速箱是由加特可墨西哥工廠生產的,而與日產2.0L發動機匹配的CVT8變速箱則是由加特可廣州工廠生產的。

現象背後的本質

前面介紹了日產這款2.0T可變壓縮比發動機的工作邏輯,究竟在這表面現象的背後隱藏了這套可變壓縮比系統的什麽秘密呢?可變壓縮比系統究竟為這台2.0T發動機帶來了什麽?下面我們一起來看看。

難道日產這款2.0T發動機是觸及未來般的存在?不可能的!事物是有其發展規律的,一切看上去超越行業技術水準的發動機都有蹊蹺。日產是如何實現把14:1壓縮比和渦輪增壓技術結合在一起的呢?下面我們來分析一下。

提高壓縮比能夠提升發動機的製動平均有效壓力,這個指標越高,發動機做功能力就越強。但高壓縮比發動機會面臨一個問題,那就是高負載工況下,由於燃燒室溫度過高而產生的爆震現象。爆震現象除了會降低發動機運轉平順性和動力輸出外,還有可能損壞發動機。馬自達創馳藍天自然吸氣發動機是通過採用4-2-1排氣歧管設計,降低各氣缸的排氣干涉,提升掃氣效率來抑製爆震,保證了發動機運轉平順性的。

我也發現,日產這款發動機在中低負載工況下存在低壓縮比(接近8:1)的自然吸氣工作模式,難道這是工程師設計的一個bug?顯然不是。降低壓縮比不利於提升燃效這個結論是在發動機其他各項參數(如點火時間、噴油量、節氣門開度、增壓壓力等)不變的情況下得出的。

壓縮比的降低使得進一步增大火花塞點火提前角成為可能,而合適的點火提前角能夠較好地匹配負載工況點的動力需求,同時也能更好地平衡該工況點的動力性、燃油經濟性以及排放指標。

實際上,目前市場上絕大部分發動機都能夠通過可變氣門正時機構(簡稱“VVT”),推遲進氣門關閉時間,利用活塞把一部分進入氣缸的氣體壓出氣缸,從而改變實際的壓縮比。豐田的阿特金森工作循環或者是馬自達的米勒循環工作模式都是通過上述方式來改變實際壓縮比的。但這種改變壓縮比的方式有一個弊端,那就是會削弱進入氣缸氣體的滾流比,而混合氣的滾流比(滾流強度的指標)是影響燃燒效率的一個關鍵因素。

日產2.0T發動機這種能夠改變物理壓縮比的結構就不會有削弱混合氣滾流比的效果,這意味著即使降低了發動機的壓縮比,依然能夠獲得高滾流比帶來的高燃效加成。所以這款2.0T發動機的低壓縮比自然吸氣工作模式並不一般,在部分工況區效率並不低,只是經濟油耗區較窄罷了。所以在這款發動機上,該工作模式被用於銜接自然吸氣模式和渦輪增壓模式。

日產這款發動機無縫地把高壓縮比自然吸氣發動機(節油)和低壓縮比渦輪增壓發動機(動力強)融為了一體。壓縮比無級可變機構能夠讓發動機在避免爆震的前提下工作在盡可能高的壓縮比,從而獲得更高的燃效和動力性能。

日產這款歷時20年研發的發動機在設計上的確有其獨到的地方,壓縮比無級可變機構賦予了發動機更多性能優化的可能性。相信隨著發動機核心部件的進一步改進升級(如更高壓力的燃油噴嘴、更高級的氣門控制機構等),搭載可變壓縮比的日產發動機性能潛力還將進一步得到挖掘。不知道這款發動機能不能接替VQ系列發動機,為日產重新摘得十佳發動機的稱號呢?讓我們拭目以待吧!

微體驗

好了,日產2.0T發動機就為大家剖析到這裡,下面我們進入到微體驗環節,來聊聊這台天籟的一些使用細節。我的這台天籟長測車的導航、在線音樂/電台、氣象預報、語音識別隱藏在App功能菜單裡面。與其說這是App功能,不如說它是一個子菜單界面,因為App功能菜單裡的應用暫時還沒有太多的可選性,下面這張圖中顯示出來的就是所有的功能。

除了多媒體系統自帶的App外,天籟還支持百度CarLife,究竟兩種功能在使用體驗上有什麽區別呢?我將在後續長測部分進行對比,敬請關注。

油耗

最近兩次加油相比第一次加油,油耗有所降低,這與平均時速的提升有一定關係。最近一次油耗數據為:平均時速25km/h、表顯油耗8.7L/100km、實測油耗9.66L/100km。

天籟2.0T可變壓縮比發動機解析視頻

如果你覺得看圖文太費勁,那不妨通過下面這個Vlog來了解下這台2.0T可變壓縮比發動機的工作邏輯。

更多精彩視頻,盡在汽車之家視頻頻道

『天籟2.0T發動機工作邏輯解析』

小結

本期長測為大家深入剖析了天籟2.0T車型上搭載的可變壓縮比發動機的工作邏輯。這款發動機在日常使用時,大部分時間實際上是工作在高壓縮比自然吸氣模式的,只有在駕駛員有強烈提速需求時,渦輪增壓器才會介入。正是這種工作邏輯,使得這款發動機能夠在動力性能和燃油經濟性方面取得更好的平衡。由於這款發動機能夠無級改變壓縮比,所以在不同的增壓壓力下都能使用盡可能高的壓縮比來提升燃效,這是目前其他固定壓縮比發動機無法實現的。此外,這款可變壓縮比發動機在改變壓縮比時,不會削弱能夠提升燃燒效率的進氣滾流,從而在各種工況下都能保持較高的燃效,這是利用可變氣門正時系統通過延遲進氣門關閉來降低實際壓縮比的設計無法達到的,也是這款2.0T發動機高效的重要原因之一。(圖/文/攝/汽車之家 常慶林)

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