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翻阅天籁,日产才是“最懂发动机的胖子”

驾仕派 01-13 15:24 关注


翻阅天籁,日产才是“最懂发动机的胖子”



2019年12月16日,北美权威杂志《Ward's Auto World》揭晓了2020年度的“沃德十佳发动机/驱动系统”榜单。搭载在全新一代天籁上面的直列四缸2.0L VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机(代号“超变擎”)毫无悬念的当选年度十佳。

这也是继去年搭载在英菲尼迪QX50上获奖之后的第二次。同一款2.0T VC-TURBO超变擎发动机连续两年入选全球十佳,再次显示出日产在发动机研发领域的巨大优势。

事实上,日产汽车在动力总成技术领域从来就没有落于人后,只不过由于中国特殊的消费环境——限制大排量和高额的消费税差距、涡轮增压发动机在近十年的快速兴起——让日产一直无法将其发动机实力全面展现。

在VC-TURBO超变擎面世之前,“VQ”系列发动机一直是承载“技术日产”的最佳平台,这个系列的发动机曾经连续14年获得了“沃德十佳发动机”,这个系列发动机也始终和日产历代高级车产品线——风度、风雅、天籁、西玛,甚至包括GT-R——息息相关。

VQ的魅力

2008年年初,东风日产正在全力冲刺代号为J32的全新车型上市工作,它是东风日产国产的第二代天籁车型。此前的一代车型虽然早在2004年就导入了中国市场,可是从整个生命周期开始就碰到了第七代雅阁上市,中期改款又遇上凯美瑞国产,加上东风日产使用了“TEANA天籁”的新名称取代原先的“Cefiro风度”,整体销售情况并没有达到预期。

要解决天籁的销量问题,首先是要让中国消费者认知到“天籁”的产品力。相比于当时雅阁的高知名度,以及凯美瑞打出的“源于佳美、高于佳美”的口号,东风日产决定将全新天籁的产品力缩写为四个字符“DVC980”。“D”是指日产D平台,“C”是指CVT无级变速箱,“980”是指天籁使用的980MPa高强度钢材,而“V”就指代的是当时连续14年获得全球十佳发动机称号的VQ系列发动机。


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尽管当时VQ系列发动机最核心的产品是VQ35DE机型,但由于售价高达30万元,其真正的主力是精简版本的“VQ25DE”。不过,搭载VQ25DE的天籁依然是中高级车市场上唯一一款在2.5L动力上搭载V型六缸引擎的车型。


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“VQ发动机的研发始于1988年,历时7年时间,一开始的开发理念源自‘羽毛’,让驾驶如同羽毛般轻盈、柔滑、顺畅……”这段关于VQ发动机的介绍语至今还被不少人记忆。VQ25DE确实让很多中国消费者第一次接触到了V6发动机的魅力——静谧的运转、顺滑的动力输出和出色的动力响应都要比同级的四缸机来得更有质感。


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彼时的中国消费者并不太关心机器背后的技术,对于V型6缸、真圆体缸体加工、轻量化缸体和连杆、NICS可变进气控制系统、C-VTC连续可变气门正时控制等技术术语毫无共鸣。所以,那时候东风日产营销天籁常用的一个场景是,打开天籁和竞品的引擎盖,在发动机罩上立一根香烟或者一枚硬币,然后同时启动发动机,就能迅速让消费者感知到VQ发动机的优势。

VQ造就天籁辉煌

“现在天籁月销量大概是8000辆,天籁的销售结构是2.5升的天籁公爵占30%,2.5升普通天籁系列占了50%,2.0升车型占了20%。”2009年的时候负责东风日产销售的高管给出这样一组数字,而竞争对手大多是2.0L为主,以此证明了天籁在中高端市场的接受度。即便后来天籁放量跨上月销量万辆大关,采用VQ系列发动机的车款也占到一半左右的比例。

事实上,在2008年到2013年之间,在VQ发动机的加持下,J32款天籁成功打破了一边雅阁、一边凯美瑞的格局,甚至后来还把帕萨特挤了下去,成为了中高级车市场的日系三强之一,在中国市场获得了极大的成功。在2011年,如果不是雅阁最后一个月批售出了2.5万辆反超,天籁甚至有望拿下当年的中高级车销量冠军。


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VQ发动机在中国市场的生命周期其实很长,从最早2004年J31时代的天籁算起,经历了完整的两代天籁车型。不仅如此,VQ系列发动机的高性能版本VQ25HR还一直坚持到上一代英菲尼迪QX50停产,前前后后差不多有15年时间。


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VQ发动机无疑是日产发动机的精髓所在,几乎奠定了日产从1995年到2015年这二十年的技术号召力。就算只看中国市场,VQ发动机对东风日产的贡献也功不可没,最大的功绩就是让“天籁”这个陌生的、全新车型品牌,仅用了一代车型的时间就成长为比肩雅阁、凯美瑞的品牌。“东风日产车好,关键是发动机好”这句直白的销售话术很长一段时间都挂在东风日产经销店最醒目的位置。
遗憾的是,由于中国市场日益严苛的排放法规和油耗要求,VQ系列发动机逐步退出了主流中高级车市场。其实,日产从没有放弃过VQ系列发动机的改进,只是由于V6的布局更适合于3.0L以上排量机型,就在VC-TURBO超变擎发动机推出的前两年,日产就已经重新回到了“沃德十佳发动机”的榜单里,包括英菲尼迪和西玛所搭载的两款全新的VQ系列发动机分别获得了2017年度和2018年度的沃德十佳发动机称号。


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特别是对快速发展的中国市场来说,日产方面在2012年-2018年之间始终没有拿出2.0T引擎,被很多年轻消费者看作是日产在动力总成技术上无法比肩德系,甚至连丰田、本田都比不过,“技术日产”这个口号有点名不副实。

领先世界20年的创新

日产当然不是“不懂球的胖子”,在发动机领域找不到几个比日产还要厉害的企业。但没有人知道为什么日产迟迟没有推出2.0T发动机。

从技术实力上说,涡轮增压技术和缸体设计对于日产毫无难度可言,VQ30DET和VR38DETT早在十多年前就是很成功的涡轮增压发动机。况且,为英菲尼迪Q50更新的VR30DDTT发动机也和VQ系列有着极深的渊源,这意味着日产也可以在MR20系列发动机上改出一款2.0T机型。


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直到2016年的巴黎车展前夕,日产才正式“发声”——他们搞定了内燃机领域数十年来最大的一个难题,能够实现可变压缩比技术的量产,将在2017年投放市场。当很多汽车内燃机专家看到这一消息时都不太相信,毕竟这个难题从20世纪末就开始谋求突破,甚至把萨博都熬垮了也没有能够完成量产化。

原来日产没有想过要做一款“简单”的2.0T发动机,而是要研发一款领先时代足够长的2.0T发动机。这款基于VCR技术的首款量产发动机是一款2.0L排量的机型,具备涡轮增压器,这项技术被日产命名为VC-TURBO超变擎。日产表示他们将用搭载可变压缩比技术的2.0L机型替代现有的3.5L V6发动机,在动力数据相当的前提下油耗降低27%。

“从1998年开始,日产向可变压缩技术发起挑战。用了两年多完成设计构想和基本概念,到了2001年得到了日产最高层的许可开始结构原理和连杆配置的研究。”日产高级工程师茂木克也(Katsuya Moteki)回忆说,他是VC-TURBO超变擎的三位主导者之一,也曾经参与开发了日产可变气门系统VVEL。


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现在看起来,VC-TURBO超变擎实现的原理虽然并不复杂——通过在传统的活塞结构上添加全新设计的多连杆连接机构,利用控制转轴改变多连杆系统的结构,实现活塞行程的增加或减少,以此实现8:1到14:1之间压缩比变化——偏心圆旋转的构想很类似于日产的VVEL系统。可是要实现量产却并非易事,这里面涉及到可变压缩比发动机面临的稳定性、耐用性、摩擦性等难题,如何规避连杆机构高温度高应力的燃烧室,在设计、性能、加工工艺、耐久性等方面存在大量难题。


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因此,日产的研发团队依然用了整整20年时间才实现了VC-TURBO超变擎的量产,这里面经过了至少五个阶段:从技术构想、到第一代结构原理开发、第二代素质提升和应用工艺开发、第三代量产商品概念开发,以及最终的量产应用技术开发。在20年时间中,日产动力工程师完成近100种原型设计,积累300多项专利技术,经过近600辆测试车全球范围测试、30000多小时试验台测试、300多万公里道路测试,终于攻克了所有难题,从而实现全面突破。

最终,这具代号为KR20DDT的发动机集成了日产内燃机领域的所有尖端技术:全球首次量产的多连杆机构、与缸盖一体化的排气歧管、最佳冷却通道控制阀门系统、宽范围涡轮增压器、进排气VVT、可变容量机油泵、双喷射系统(缸内直喷+进气道内喷射)等等。


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“通过一个驱动器、控制轴,能够同时控制所有气缸的压缩比,并根据驾驶者意图、不同工况,智能选择8:1到14:1之间的最佳压缩比,解决了动力和油耗之间的传统矛盾,实现了‘鱼与熊掌’兼得,取得内燃机技术的历史性突破。”东风日产的工程师这样表示。

让顶级技术触手可及

虽然VC-TURBO超变擎发动机在技术理念上领先了当前涡轮增压发动机至少十年以上,但是这具2.0T VC-TURBO发动机并没有高高在上。

伴随全新一代天籁的发布,东风日产将VC-TURBO超变擎发动机作为了天籁的高阶动力总成,如同当年给天籁引入VQ系列一样。但是在价格上,搭载VC-TURBO超变擎发动机的天籁起步价仅为21.68万元,和竞品车型的普通2.5L或者2.0T基本一致,远低于市场上的混合动力车型。然而要知道的是,天籁2.0T的最大功率高达185kW、最大扭矩多达380N·m,做一个不太正经的测算,天籁2.0T的每千瓦性价比为1172元,每牛米性价比为571元,明显低于其余竞品。


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让VC-TURBO超变擎变得触手可及的原因,很大程度得益于日产在过去20年时间在VQ系列发动机上积累的大量工艺和制造经验。日产的工程师表示,VC-TURBO发动机虽然在多连杆机构上更加精巧,但是在制造层面并没有超出原有发动机的制造难度。


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“我们所期望的是能够轻松实现要求的精度构造。一方面因机械加工设备主要以旋转切削为主,圆孔(轴承)与圆筒(轴)的加工精度较容易做到。因此如果构造以轴承与轴来构成的话,该精度更容易实现。”茂木克也这样解释说。这也是VC-TURBO超变擎发动机迈向量产的关键一步,没有额外增加制造成本阻碍新技术的普及。


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当前恰好处于日系品牌打破帕萨特、迈腾垄断国内中高级车市场的“赛点”,丰田和本田选择以HEV混合动力绕过大众设置的高动力门槛,而天籁则选择用跨时代的VC-TURBO超变擎发动机抓住新的消费需求,重回中高级车第一阵营的竞争中。

相比对手,20万元天籁的优势在于,其380N·m的高性能输出能够充分抓住年轻消费者的运动需求,但也能在“ECO”模式下用高压缩比状态实现经济省油的日常代步。说起来,天籁似乎也并没有脱离一辆全家用车的核心,只不过变成了同时满足父母轻柔的代步需求、儿子们更直白的动力需求。

另一方面,这具2.0T VC-TURBO超变擎的出现,让中国消费者意识到了日产汽车在涡轮增压发动机领域同样有深厚技术实力,更是让东风日产在动力布局上有了更宽泛的空间——在中国市场严苛的消费税和排量税的前提下,2.0T发动机是至关重要的一款机型,能够涵盖从中高级轿车到中大型SUV,甚至大型SUV产品区间。这无疑让人对东风日产之后的产品充满了想象。

文|JackieLXX

图|网络

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