新楼兰混合动力系统的开发背景与基本参数
在大家的惯性思维里面,谈到“混合动力”最先想到的必然是节能。但新楼兰上搭载的这套混合动力系统,却融入了更多不一样的考虑,让它走出了一条多方兼顾的全新道路。
据参与2.5L QR25DER机械增压发动机研发的日产工程师松井健太郎介绍,考虑到中国政府在政策上对小排量发动机的倾斜,日产专门针对中国市场,开发这套混合动力系统,其目的就是是为了取代旗下的3.5L VQ35DE自然吸气发动机(上一代楼兰及海外版楼兰采用的动力系统)。
经过对动力、环保、舒适性以及成本等多方面的考虑,最终东风日产选择了采用机械增压发动机与小功率电动机的组合,最终实现了动力输出媲美3.5L自然吸气发动机,燃油经济性更好的混合动力系统。
因此,东风日产为新楼兰搭载了2.5L机械增压发动机代号为“QR25DER”,最大功率为245Ps/5600rpm,峰值扭矩为330N·m/3600rpm。相比普通版楼兰上搭载的2.5L自然吸气发动机,在动力输出参数上全面占优。而这套混合动力系统的电动机,最大马力为20.4Ps(15kW),最大扭矩为160N·m。
“奇葩”但合理,探索新楼兰混合动力系统
新楼兰的混合动力系统,由小电机配搭大排量发动机和机械非直喷增压,也许所有的一切看起来都很奇葩,但日后真正了解了才发现,其中蕴含着日产研发人员创新、融合的大智慧。
新楼兰采用了一套2.5L的机械增压发动机(多点电喷,非缸内直喷),其工作原理与大家熟知的涡轮增压发动机有所不同。机械增压器主要是采用皮带与发动机曲轴的皮带盘相连接,通过发动机转速来带动机械增压器内部的叶片(涡轮增压则通过发动机废气带动叶片),从而产生增压空气进入发动机进气歧管,增加单位时间内进入燃烧室的空气量。对比涡轮增压发动机,机械增压发动机能在提升动力之余,有效避免油门滞后、涡轮迟滞等现象。
同时,为了确保机械增压发动机工作的稳定性和符合排放标准,东风日产创新加入了三大技术:进气歧管集成水冷中冷器、中间位置可锁定进气VTC、燃油压力可变系统。
懂车的朋友都知道,对于起步以及高速驾驶时发动机的性能,跟进气温度的稳定有极大的关系,传统风冷式中冷器会随车速变化产生较大波动,而水冷式中冷器在此方面则优势明显。为了确保不同车速下进气温度的稳定性,东风日产采用了进气歧管集成水冷中冷器,保证了发动机运作的性能。
此外,中间位置可锁定进气VTC,通过锁定进气阀门的中间位置,加快气门的关闭时间,达到降低发动机在冷启动时排放量的目的(主要降低碳氢化合物);而燃油压力可变系统,则可随发动机转速升高、扭矩增大,加大油箱内喷射泵的压力,实现燃料微粒化,达到降低排放,提升燃油经济性的目的。这两大技术共同让这套机械增压发动机满足排放指标,自然就不需要采用结构更复杂、成本更高的缸内直喷技术了。
与大排量机械增压发动机相匹配的,是一个小电机,其位于发动机输出轴和变速箱输入轴之间,配有有两个离合器,一个是干式离合器,一个是湿式离合器。湿式离合器结合时可以把电动机动力传递至变速箱。干式离合器和湿式离合器同时结合时,发动机的动力才能传递至变速箱。由于混合动力系统在起步时会采用电动机驱动车辆,发动机在车速起来后才介入,所以变速箱部分不再配置传统CVT变速箱中的液力变矩器。
这套混合动力系统的锂电池容量为0.6kWh。较小的锂电池容量及电动机功率使得这套系统只在起步或者松油滑行时才会单独采用电动机驱动车辆,车辆正常行驶的时候无法切换成纯电动行驶模式。
电动机和锂电池在这套混合动力系统中的作用就是在合适的时候实施动力辅助,让发动机能够尽可能地在经济油耗区工作,从而降低油耗;同时,在车辆全力加速时,电动机也能起到增强动力的作用。
变速箱方面,楼兰这套混合动力系统采用了来自加特可(JATCO)的CVT变速箱,相比2.5L自然吸气版本上搭载的变速箱,其主动、从动锥盘之间采用了能够承受更大扭矩的链条进行传动,输出的扭矩峰值更大。
融合成就美好,感知新楼兰混合动力系统
上面从纯技术的角度解析了新楼兰这套混合动力系统,这款车驾驶起来的感觉可以总结为三点:够力、平顺、省油。
“够力”指的是在驾驶的全时段不用担心动力不够用。起步阶段,很多涡轮增压车型都会出现涡轮增压介入不及时,导致起步没劲的现象(这一点在小排量涡轮增压车型上尤为明显,虽然现在技术已经让介入时间大幅提前,但这个问题还是无法根治),电动机跟机械增压发动机的相互配合十分默契,给人一起步就能放肆的感觉。中段以及后段的加速,毕竟有2.5L排量基础,也有机械增压技术加持,基本上油门踩多少,新楼兰就能给多少力的反馈,开起来会觉得很爽。
“平顺”,需要结合涡轮增压车型和混动车型来看。涡轮增压车型中段加速的推背感一直以来都是众多驾驶者所推崇的,但对于乘客而言,突然增强的推背感其实并不是什么好的乘车体验,而楼兰的整套动力系统衔接过渡非常缜密,加上4X4i智能四驱系统的配合,让整车的加速变得十分平顺,或许乘客不会觉得这款车的加速有多快,但它就能在不知不觉中开得飞快。
此外,一般混合动力汽车在制动时,经常会让人感觉有两段制动的感觉(先是动能回收,再是刹车),感觉并不那么线性,在动能回收切换到刹车的一瞬间,制动力会突然加大,可能会产生类似于“撞墙式”刹车的感觉体验较差。而新楼兰却很好地克服了这个问题,刹车非常线性,并没有刻意地进行动能回收,这跟新楼兰使用的小电机、小容量电池有关系。
至于“省油”,新楼兰机械增压发动机与电机的协作,让车辆的油耗始终保持在一个较低水平。就工信部的数据来看,新楼兰的油耗甚至比同级2.0T的竞品还要低,实际驾驶中,其油耗与2.5L版本的新楼兰相近,以此可见这套混合动力系统的优势。
总之,新楼兰开起来就像一台配备大排量自然吸气发动机+CVT无级变速器的豪华SUV,有着同级涡轮增压车型无法比拟的油耗表现,同时也兼顾平顺性。