一年一度的沃德十佳发动机日前终于公布了2015年的获奖名单。从最新出炉的榜单上看,今年的获奖机型中出现了许多新面孔。包括沃尔沃脱离福特后的全新动力Drive-E 2.0T发动机、专为宝马UKL前驱平台打造的B38 1.5T三缸发动机、将水平对置与涡轮增压完美结合的斯巴鲁2.0DIT发动机以及为HEMI披上增压袈裟的克莱斯勒6.2T V8发动机。另外还有两款新晋的新能源动力也同样值得关注,他们是宝马i3搭载的127kW电动机和现代Tucson FCV身上的100kW燃料电池。
2015沃德十佳获奖名单
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发动机
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搭载车型
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福特Ecoboost 1.0T L3发动机(蝉联)
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嘉年华
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宝马B38 1.5T L3发动机
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MINI COOPER
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大众第三代EA888 1.8T L4发动机(蝉联)
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大众高尔夫7
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斯巴鲁2.0DIT H4发动机
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斯巴鲁WRX
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沃尔沃Drive-E 2.0T T5发动机
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沃尔沃S60
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克莱斯勒3.0T V6柴油发动机(蝉联)
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道奇Ram 1500
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雪佛兰6.2L OHV V8发动机(蝉联)
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科尔维特Stingray
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克莱斯勒Hemi 6.2T V8 机械增压发动机
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道奇挑战者SRT Hellcat
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宝马127kW电动机
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宝马i3
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现代100kW燃料电池
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现代Tucson FCV
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宝马B38 1.5T 三缸发动机
搭载车型:MINI COOPER
2014款MINI 1.5T三缸发动机参数
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排量(ml)
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1499
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气缸排列形式
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直列三缸
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缸径×行程(mm)
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82.0×94.6
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压缩比
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11.0:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铝合金
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最大功率(kW/rpm)
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100/4500-6000
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最大扭矩(N·m/rpm)
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220/1250-4000
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技术特点
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涡轮增压、缸内直喷、VALVETRONIC、VANOS
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VALVETRONIC是宝马运用相当广泛的一种可变气门升程科技。实际上这项技术在2001年就已经发布并开始使用。它由一支附加的偏心轴、伺服电机和一些中置摇臂构成。该系统借由电机的旋转,在一系列机械传动后很巧妙的改变了进气门升程大小。根据不同工况自动调节节气门的开度,可以在0.18mm-9.9mm之间无级变化,时刻将燃油效率最大化。
斯巴鲁FA20 2.0DIT H4发动机
搭载车型:斯巴鲁WRX
新一代斯巴鲁WRX于2013年洛杉矶车展上首发亮相,在采用最新家族前脸的外观设计同时,其内部动力总成也进行了大换血。由一台2.0升水平对置涡轮增压四缸发动机替代了老款的2.5T发动机。令人惊叹的是,虽然排量有所减少,但最终的动力参数反而提升了28kW和30Nm,并且拥有更宽泛的峰值扭矩转速区间。而这台2.0T水平对置发动机也终于在一年后的2015沃德十佳发动机评选上赢得了评委们的青睐。
斯巴鲁FA20 2.0T水平对置发动机参数
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排量(ml)
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1998
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气缸排列形式
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水平对置4缸
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缸径×行程(mm)
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86.00×86.00
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压缩比
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10.6:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铝合金
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最大功率(kW/rpm)
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200/5600
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最大扭矩(N·m/rpm)
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350/2000-5200
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技术特点
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涡轮增压、混合喷射、水平对置、TGV、AVCS
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FA20的发动机型号和86mm×86mm(缸径×行程)的等长设计,这样的参数在丰田86以及斯巴鲁BRZ上已经看到过了。FA20系列发动机是丰田和斯巴鲁共同合作研发的产物,它结合了斯巴鲁Boxer发动机的水平对置技术和丰田首创的D-4S双喷油技术。而在缸体结构上,FA20放弃了老款EJ系列的小行程大缸径的偏重高转速的设计,而是采用了86mm×86mm缸径×行程的等长设计(这也是丰田86数字含义之一),这样做的好处是在保证动力性能的同时兼顾油耗及排放。
实际上,丰田/斯巴鲁的这台FA20系列发动机一经推出便曾获得了2013年沃德十佳发动机的殊荣。而它所搭载的丰田86和斯巴鲁BRZ在北美市场卖得也是相当火爆。接下来的一年内,斯巴鲁在FA20的基础上衍生出性能更强劲的涡轮增压版本,也就是此次获得2015沃德十佳发动机大奖的这台2.0DIT发动机。当然,这台2.0T发动机可不是简单在水平对置的基础上加个涡轮。它还应用了多项进气控制系统,如AVCS(主动气门控制系统)和TGV(可变进气控制系统)。
TGV(Tumble GeneratedValve)可变进气控制系统
TGV(Tumble Generated Valve)可变进气控制系统,同样是根据发动机的不同工况,调节进气阀门的开闭状态。例如在怠速时,阀门关闭,空气只能通过一个很小的窄道进入气缸,减少了怠速时不必要的尾气排放。而在高速运转时,阀门完全打开,大量的空气涌入气缸,满足发动机高负荷下的动力需求。另外还由于进气歧管上宽下窄的设计,混合气在进入气缸时还会产生涡流,进一步提高燃烧效率。
沃尔沃Drive-E 2.0T T5发动机
搭载车型:沃尔沃S60
沃尔沃DRIVE-E T5 2.0T发动机参数
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排量(ml)
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1969
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气缸排列形式
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直列4缸
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缸径×行程(mm)
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82×93.2
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压缩比
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10.8:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铝合金
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最大功率(kW/rpm)
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180/5500
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最大扭矩(N·m/rpm)
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350/1500-4800
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技术特点
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涡轮增压、缸内直喷、电子水泵
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首先来讲,沃尔沃Drive-E并不是指单一一款发动机,而是一套全新的动力总成,涉及包括传统汽柴油发动机和混合动力系统。以汽油机为例,目前Drive-E系列已经研发出T3、T4、T5、T6以及T8共5款发动机。其中T3、T4为1.5T,T5、T6为2.0T,而T8则是一套插电式混合动力系统。此次获奖的Drive-E是型号为T5的2.0T发动机。
克莱斯勒Hemi 6.2T V8 机械增压发动机
搭载车型:道奇挑战者SRT Hellcat
道奇挑战者SRT Hellcat发动机
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排量(L)
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6.2
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发动机排列形式
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V8
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铸铁
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最高功率(kW)
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520
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最高扭矩(N·m)
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877
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技术特点
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Hemi半球形燃烧室、机械增压、DLC涂层
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说到克莱斯勒,就不得不提Hemi发动机。那个曾经6年豪夺5冠王(注1)的辉煌战绩,至今仍被人津津乐道。不过随着世代的更替,技术的变迁,无奈在可变气门升程/可变气门正时、分层燃烧、缸内直喷以及增压技术等后起之秀的围攻下,Hemi终于走下了神坛。
注1:2003年,克莱斯勒发布了全新的5.7升Hemi V8发动机,并随即书写了一段6年豪夺5冠的伟业(04-07,09年)。
Hellcat Hemi发动机的排量为6.2升,比392 Hemi(排量6.4L)还小一号,但它却创造出707马力,877牛米的逆天数据。据悉,Hellcat Hemi发动机在老款392 Hemi的基础上缩短了活塞的行程,由原来的94.6毫米减小至90.9毫米。这也是为什么Hellcat Hemi的排量是6.2L而不是392 Hemi6.4L的原因。对此负责SRT动力系统研发的主管Chris Cowland解释道“这是为了增加曲轴强度”。据介绍Hellcat曲轴最高可承受将近1600psi(110bar)的燃烧压力。
克莱斯勒选择了进气效率最高,体积也相对较小的双螺旋式机械增压结构。相比于离心式、鲁兹式两种机械增压形式,双螺旋式在低转速下便可获得较大扭矩,油门的响应速度也更加迅捷,且加速感觉也非常线性。这与此前Hemi大排量自吸发动机的特性不谋而合。
宝马127kW电动机
搭载车型:宝马i3
宝马i3动力参数
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最大功率(kW)
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127
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最大扭矩(N·m)
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249
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最大续航里程含增程(km)
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241
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0-60mph(0-97km/h)加速时间(s)
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7
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增程式车型匹配发动机
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650cc双缸自然吸气汽油发动机
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汽油机最大功率(kW/rpm)
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28/5000
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汽油机最大扭矩(N·m/rpm)
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56/4500
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宝马i3将电机和驱动设备全部集中在后桥之上,大大简化了传动装置。另外紧凑的布局也提升了车内的使用空间。对于一辆车长仅3999mm的小车来说,轴距却能达到2550mm左右。而充电时间方面,宝马i3在常规家用插座充电需要8个小时将电量充满,快充条件下可以在30分钟内为车辆充满约80%的电量。
整体i3的车身结构被划分成两大部分,即车身框架“Life模块”和底盘框架“Drive模块”,宝马将其称之为“LifeDrive”模块化架构。其中“Life”表示车身座舱部分,由碳纤维复合材料 (CFRP)制成;而“Drive”则是承载车身及安置电池、电机等驱动部件的底盘结构。
由于采用轻量化的车身设计,使得整车的重量分配任务完全交由底盘处理。蓄电池低位居中的布局有效得降低了整车重心,并通过50 : 50 的轴载分配提升了车辆的灵活性并更易于操控。此外,后置驱动桥上的电机无需复杂的传动机构便可更直接的输出动力。宝马i3的电动马达最大功率为127千瓦,最大扭矩为249牛米。配合上仅为1195千克的整备重量,续航里程可达130至160公里。此外,还可以追加安装一个650cc两缸发动机作为增程器。此时,续航里程将扩展至241公里。
需要注意的是,宝马i3有两种版本,纯电动版和增程版。其中i3增程版中的小功率汽油机仅用来作为电量不足时的增程设备,而并不能提供加速时的动力输出。所以i3能够取得7.2秒破百的成绩完全归功于这台127kW的电动机的功劳。
现代100kW燃料电池
搭载车型:现代Tucson FCV
现代100kW燃料电池系统参数
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燃料电池功率(kW)
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100
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系统综合最大功率(kW/rpm)
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134/5000
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系统综合最大扭矩(N·m/rpm)
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221/1000rpm
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氢燃料罐容积(L)/储存氢气重量(kg)
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144/5.63
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储能电池类型
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锂电池
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储能电池容量(Ah)
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60
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储能电池最大功率(kW)
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24
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驱动电机功率(kW)
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100
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燃料电池的工作原理其实很简单,工作时给负极供给燃料(储氢罐供氢),给正极供给氧化剂(进气格栅吸入空气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-:2H2→4H++4e-,氢离子进入电解质中,而电子则沿外部电路(含负载)移向正极。
正是因为氢燃料电池汽车可以实现零污染排放,驱动系统几乎无噪音,且氢能取之不尽、用之不竭,才使燃料电池汽车成为近年来汽车企业关注的焦点。事实上,除了韩国现代外,日本丰田以及本田也都在FCV领域进行着不懈努力。其中丰田FCV氢燃料电动车Mirai已经在日本开售,而本田全新FCV概念车也将亮相即将开幕的底特律车展。可以说已经有越来越多的车企重视氢燃料电池车了。
初期的弊端是不可避免的。比如FCV中必备的储氢罐由于体积和重量的原因,或多或少会影响到一定的车辆配重和空间利用率等问题。
福特Ecoboost 1.0T L3发动机
搭载车型:福特嘉年华
福特 1.0LEcoBoost发动机参数
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排量(mL)
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999
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气缸排列形式
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直列3缸
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缸径×行程(mm)
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71.9×82
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压缩比
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10:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铝合金
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最大功率(kW/rpm)
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92/6000
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最大扭矩(N·m/rpm)
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170/1500-4500
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技术特点
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小惯量涡轮、进排气门可变正时系统
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大众第三代EA888 1.8T L4发动机
搭载车型:大众高尔夫7(海外)
大众EA888 1.8T发动机(第三代)参数
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排量(ml)
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1798
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气缸排列形式
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直列四缸
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缸径×行程(mm)
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82.5×84.1
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压缩比
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9.6:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铸铁
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最大功率(kW/rpm)
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125/4800-6200
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最大扭矩(N·m/rpm)
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271/1600-4200
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技术特点
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涡轮增压、缸内直喷、气缸盖集成排气歧管
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从数据来看,相比去年获奖的Jetta,今年高尔夫身上的这台1.8T发动机可以输出125千瓦的最大功率和270牛·米的峰值扭矩。在扭矩方面甚至还超过了Jetta,同时高尔夫还比Jetta便宜了2000美元
克莱斯勒3.0T V6柴油发动机
搭载车型:道奇Ram 1500
道奇3.0T柴油V6发动机参数
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气缸布局
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V型6缸
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压缩比
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16.5:1
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最大功率(kW/rpm)
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179/2000-4000
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最大扭矩(N·m)
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569
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该款柴油引擎是由意大利的VM Motori公司设计,Ram1500装备的这款发动机和大切装备的完全一样,可以在3600rpm时爆发出179kW的最大功率,最大扭矩达到569Nm。这款引擎的扭矩比上世纪八十年代最初的重型皮卡装备的康明斯柴油机的扭矩还要大。
雪佛兰6.2L OHV V8发动机
搭载车型:科尔维特Stingray
雪佛兰 6.2升V8发动机
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排量(ml)
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6162
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气缸排列形式
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V8
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缸径×行程(mm)
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103.25×92.00
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压缩比
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11.5:1
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缸盖/缸体材料
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铝合金/铝合金
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最大功率(kW/rpm)
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338/6000
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最大扭矩(N·m)
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630/4600
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第五代LT1发动机依然采用了美式传统的底置凸轮轴设计,这使它节约了很大一部分空间,因此他也被称为小块LT1引擎(Small Block LT1 Engine)。LT1除了性能出色,在环保上也下了一番功夫,配备了缸内直喷、可变气门正时和闭缸等先进技术。当汽车处于低速行驶情况下,电脑会自动执行闭缸指令,使LT1变成一台排量为3.1L的V4发动机。
总结:沃德十佳发动机的评选如今已经历了21年的光阴,回顾往昔,您可能还依稀记得豪夺十四连冠的日产VQ系列发动机、打了十年之久的宝马直六/奔驰V6双雄会、一战成名的马自达创驰蓝天以及捍卫亚洲荣耀的本田地球梦科技等等。然而他们终将被时间车辙所碾过,弥留在历史长河之中,取而代之的则是新的一批时代当下的新生力量。
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