大众W12发动机解析:内燃机时代的炫技
#头条创作挑战赛#
在当前的内燃机格局中,12缸发动机无疑是最顶级的存在,即便是在倡导节能减排的今天,奔驰S级、宝马7系、法拉利812、劳斯莱斯的很多车型,依然保留着V12大排量发动机
在很多人看来,12缸发动机已经成为高端旗舰车型的地位象征,大众集团旗下的W12-TSI发动机也是如此
为什么是W12?大众的W12发动机,由两台VR6发动机,共用一根曲轴组成,每组有六个气缸
大众之所以搞个这么复杂的12缸发动机,主要是因为当时宝马和奔驰都有V12,但是常规的V12却无法和奥迪的Quattro四驱匹配,所以大众不得已才研发了W12发动机
这种气缸布局形式可以让发动机的尺寸大大缩小,长度和V8差不多,宽度和V6差不多。也正是因为这种优势,才让12缸发动机,也可以装在大众的R36、途锐、高尔夫GTI这种尺寸不大的车型上
目前大众最新的W12发动机是2017年的技术升级版本,排量6.0L,608Ps的马力,峰值扭矩可以达到900Nm
这台W12扩展到16缸以后,就是布加迪上著名的W16 发动机,8.0T四涡轮增压,马力超过了1000Ps
大众W12-TSI在这款发动机之前,大众集团在宾利上采用的6.0T发动机,属于紧凑型W12布局,但是这款发动机已经用了13年,不仅技术指标落后,而且燃油排放都不理想
所以在2017年,大众整合了双涡管增压系统、AVS停缸技术,结合奥迪的FSI缸内直喷和宾利已有的TMPI多点喷射技术,推出了全新的W12-TSI发动机
这种大排量的涡轮增压发动机,热负荷非常高,对于关键零部件的热应力要求也很高,只要能够抑制温度,就能压榨更多的动力
所以大众在这台W12发动机上,采用了热传导性能更好的轴承材料;尽可能扩大轴承的间距,让机油流动更通畅,散热更好;重新设计了连杆结构,降低曲轴轴颈的凸面公差,通过这些技术,让发动机即便是在全负荷的工况下,温升依然也趋于平稳
除了要控制发动机温度,运行效率和燃油消耗也是升级的重点。所以大众在这台12缸发动机上采用了双涡管增压,通过优化尺寸结构、排气歧管分离装置、二次空气喷射系统,提升了涡轮增压的工作效率
并且给涡轮加了一个转速传感器,根据涡轮叶片的转速,动态调整增压器的工作模式,让大惯量涡轮也能拥有很好的瞬态响应
为了降低油耗,大众还引入了双喷射燃烧模型,会根据不同转速、负荷以及温度执行不同的喷射策略。中低速以多点喷射为主,缸内直喷为辅,利用多点电喷雾化时间更长的特点,降低油耗和尾气排放;高速状态则是以缸内直喷为主,降低燃烧温度,充分释放发动机性能
此外,还利用闭缸技术、集成式热管理系统、缸套缸体优化等等方式,让这台W12发动机拥有非常优秀的表现,几乎集成了大众所有的发动机技术,被很多人称为 “财大气粗,不计成本的产物”
大排量机型的难点有一些人觉得宾利上的W12发动机,只是单纯的堆料,并没有多少真实力。但是大排量发动机和小排量机型,面对的难题不一样。小排量更加注重单缸的优势,而大排量的多缸发动机对一致性的要求非常高,仅仅是设计出来就非常困难,更别说真正实现量产
目前国内也就红旗拥有类似的设计经验,除了长城的V6机型,几乎都是3缸、4缸机型。小排量有小排量的好,但是我们也不能单纯觉得,大排量发动机只是简单地增加几个气缸这么简单