[汽車之家 發(fā)動機(jī)技術(shù)]  在2015年8月，東風(fēng)日產(chǎn)全新樓蘭正式上市。那時起，樓蘭車型上便開始搭載由2.5L機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)及單電動機(jī)組成的混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)是目前市場上少有的，采用機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)的混合動力系統(tǒng)。究竟該混合動力系統(tǒng)上的機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)有何特點(diǎn)？為什么會采用機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)與電動機(jī)組合來做混合動力系統(tǒng)呢？下面我來為各位揭示其中的原因。

● 日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)基本參數(shù)、開發(fā)背景、競品分析

　　日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)中的2.5L機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)代號為“QR25DER”，最大功率為245Ps/5600rpm，峰值扭矩為330N·m/3600rpm。相比普通版樓蘭上搭載的2.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)（代號為“QR25DE”），在動力輸出參數(shù)上全面占優(yōu)，這是機(jī)械增壓器的功勞。這套混合動力系統(tǒng)的電動機(jī)最大馬力為20.4Ps（15kW），最大扭矩為160N·m。

　　日產(chǎn)開發(fā)這套混合動力系統(tǒng)的目的是為了取代旗下的3.5L VQ35DE自然吸氣發(fā)動機(jī)（上一代樓蘭采用的動力系統(tǒng)），通過小排量化來提升發(fā)動機(jī)工作效率。然而，采用2.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)搭載單電動機(jī)的混合動力系統(tǒng)，要想達(dá)到3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)的性能就需要一個大功率電機(jī)，電機(jī)功率大了，動力電池容量也要跟上，這使得制造成本大大增加，產(chǎn)品的價格競爭力被大大削弱。為解決制造成本和動力輸出性能的矛盾，最終日產(chǎn)選擇了采用機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)與小功率電動機(jī)的組合，最終實(shí)現(xiàn)了動力輸出媲美3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)，燃油經(jīng)濟(jì)性更好的混合動力系統(tǒng)。

　　和日產(chǎn)不同，本田和豐田的小型化方案較為主流，通過采用渦輪增壓、缸內(nèi)直噴技術(shù)，并把發(fā)動機(jī)排量設(shè)定在2L，制造出動力輸出性能與3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)相若的新型小型化發(fā)動機(jī)。在動力性能上，樓蘭的混合動力系統(tǒng)相比主流2.0L渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)并沒有優(yōu)勢，但在燃油經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)勢明顯。

　　顯然，如果你是一個注重動力性能的消費(fèi)者，樓蘭并不是你的菜，因?yàn)槭袌錾蟿恿Ω鼜?qiáng)的中型SUV車型不在少數(shù)。但如果你想花差不多的價錢買一臺更省油的中型SUV，或許你可以關(guān)注下樓蘭的混合動力車型。

● 日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作邏輯

　　日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)帶有一個電動機(jī)，該電動機(jī)位于發(fā)動機(jī)輸出軸和變速箱輸入軸之間。該混合動力系統(tǒng)中有兩個離合器，一個是干式離合器，一個是濕式離合器。濕式離合器結(jié)合時可以把電動機(jī)動力傳遞至變速箱。干式離合器和濕式離合器同時結(jié)合時，發(fā)動機(jī)的動力才能傳遞至變速箱。由于混合動力系統(tǒng)在起步時會采用電動機(jī)驅(qū)動車輛，發(fā)動機(jī)在車速起來后才介入，所以變速箱部分不再配置傳統(tǒng)CVT變速箱中的液力變矩器。

　　這套混合動力系統(tǒng)的鋰電池容量為0.6kWh。較小的鋰電池容量及電動機(jī)功率使得這套系統(tǒng)只在起步或者松油滑行時才會單獨(dú)采用電動機(jī)驅(qū)動車輛，車輛正常行駛的時候無法切換成純電動行駛模式。電動機(jī)和鋰電池在這套混合動力系統(tǒng)中的作用就是在合適的時候?qū)嵤﹦恿�輔助，讓發(fā)動機(jī)能夠盡可能地在經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)工作，從而降低油耗；同時，在車輛全力加速時，電動機(jī)也能起到增強(qiáng)動力的作用。

　　變速箱方面，樓蘭這套混合動力系統(tǒng)采用了來自加特可（JATCO）的CVT變速箱，代號為“REOF02H”。這套混合動力系統(tǒng)相比2.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)，輸出的扭矩峰值更大，所以該CVT變速箱內(nèi)主動、從動錐盤之間采用了能夠承受更大扭矩的鏈條進(jìn)行傳動（與2.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)搭配的CVT變速箱采用的是鋼帶傳動，關(guān)于CVT變速箱傳統(tǒng)鋼帶和傳動鏈條的區(qū)別請參閱《達(dá)芬奇不為人知的秘密 聊CVT無級變速箱》）。

● 日產(chǎn)的開發(fā)目標(biāo)使得采用機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)成為必然

　　目前，不少廠商都采用渦輪增壓技術(shù)來進(jìn)行發(fā)動機(jī)小型化，以替代過去的大排量自然吸氣產(chǎn)品或填補(bǔ)產(chǎn)品線空白。例如：馬自達(dá)采用2.5L渦輪增壓發(fā)動機(jī)來取代過去的3.7L自然吸氣發(fā)動機(jī)；本田采用2.0L渦輪增壓發(fā)動機(jī)來取代3.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)；豐田采用2.0L渦輪增壓發(fā)動機(jī)來填補(bǔ)2.5L和3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)之間的產(chǎn)品空白。前文也提到，在中國市場，日產(chǎn)的小排量化之路與其他日系廠商有所不同，采用的是2.5L機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)+電動機(jī)組成的混合動力系統(tǒng)來取代其3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)。這與日產(chǎn)這套混合動力系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)有很大的關(guān)系。

　　從成本角度來看，采用渦輪增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)要比采用機(jī)械增壓技術(shù)的發(fā)動機(jī)稍高。渦輪增壓系統(tǒng)更多、更長的空氣管路是其成本偏高的主要原因。除此以外，由于機(jī)械增壓器由曲軸通過皮帶帶動，相對于必須安裝于排氣口附近的渦輪增壓器，在布置上更為靈活。

　　日產(chǎn)工程師在調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，用戶在實(shí)際駕駛時，發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速、高負(fù)載的工況較多，這是渦輪增壓系統(tǒng)最不擅長的工況，而恰恰是機(jī)械增壓系統(tǒng)所擅長的地方。假設(shè)車輛低速滑行時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1000rpm，駕駛員突然全油門想要提速變線超車，在不降擋的情況下，發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速、高負(fù)載工況，機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)此時相比同排量渦輪增壓發(fā)動機(jī)，能夠提供更快的加速響應(yīng)。此外，樓蘭這套混合動力系統(tǒng)的電動機(jī)在上述工況下，可以通過其快速的動力輸出響應(yīng)來進(jìn)一步優(yōu)化車輛提速性能。

● 為什么沒有采用缸內(nèi)直噴技術(shù)？

　　實(shí)際上，缸內(nèi)直噴技術(shù)與渦輪增壓技術(shù)是相伴而生的。上面也提到了，渦輪增壓發(fā)動機(jī)在暖機(jī)工況時，由于渦輪對廢氣熱量的吸收，使得三元催化器升溫較慢，降低了其尾氣凈化效率。為了提升三元催化器升溫速度以滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)，缸內(nèi)直噴系統(tǒng)被配置到發(fā)動機(jī)之上。缸內(nèi)直噴系統(tǒng)通過改變?nèi)加蛧娚涞臅r間，使未燃燒的碳?xì)浠�合物（HC）隨著尾氣到達(dá)三元催化器并燃燒，從而促進(jìn)三元催化器升溫，最終使暖機(jī)工況尾氣排放達(dá)標(biāo)。

　　既然日產(chǎn)選擇的機(jī)械增壓技術(shù)方案本身就能夠滿足排放指標(biāo)，自然就無必要采用結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、成本更高的缸內(nèi)直噴技術(shù)了。結(jié)合我們此前拆解的日產(chǎn)HR16DE發(fā)動機(jī)來看（點(diǎn)擊查看文章），日產(chǎn)在動力總成設(shè)計(jì)上，并不熱衷于采用業(yè)內(nèi)最流行的技術(shù)，反而對如何降低動力系統(tǒng)復(fù)雜性、降低制造成本、提升可靠性及耐用性更為看重。這就是日產(chǎn)動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與其他廠商有所不同的地方。

● 日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)更多細(xì)節(jié)

　　日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)鋰電池容量僅為0.6kWh，小于混合動力凱美瑞的1.6kWh和混合動力雅閣的1.3kWh。這樣的電池配置也反映了在日產(chǎn)這套混合動力系統(tǒng)中，電動機(jī)僅僅起到動力輔助作用，純電動行駛并非其主要職責(zé)。

　　當(dāng)進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)解除鎖止時，正時鏈條作用在進(jìn)氣側(cè)VVT齒輪上的力會通過VVT內(nèi)部油腔的機(jī)油進(jìn)行傳遞，然后轉(zhuǎn)化為凸輪軸轉(zhuǎn)動的扭矩，傳動效率比硬連接低，進(jìn)氣門關(guān)閉時不夠“干脆”，從而導(dǎo)致更多油氣混合氣進(jìn)入氣缸。在發(fā)動機(jī)冷啟動時，燃油霧化質(zhì)量較差，更多混合不佳的油氣混合氣進(jìn)入氣缸燃燒便會導(dǎo)致尾氣中碳?xì)浠�合物（HC）排放量的上升。

全文總結(jié)：

　　日產(chǎn)樓蘭上的這套搭載2.5L機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)和單電動機(jī)的混合動力系統(tǒng)主要是用于取代旗下3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)的，在保持動力表現(xiàn)持平的前提下進(jìn)一步提升燃油經(jīng)濟(jì)性和排放水平。這套混合動力系統(tǒng)較好地融合了機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的各自優(yōu)勢，低轉(zhuǎn)速、高負(fù)載工況提速性能以及全工況的燃油經(jīng)濟(jì)性上相較旗下3.5L自然吸氣發(fā)動機(jī)均有所改善。

　　目前，東風(fēng)日產(chǎn)樓蘭四驅(qū)版車型均搭載本文介紹的這套混合動力系統(tǒng)。東風(fēng)日產(chǎn)希望以搭載該混合動力系統(tǒng)的四驅(qū)版樓蘭來對抗搭載2.0T發(fā)動機(jī)的廣汽本田冠道及廣汽豐田漢蘭達(dá)等同級四驅(qū)版車型，以燃油經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢來吸引消費(fèi)者，搶占市場份額。（圖/文/攝/汽車之家 常慶林）