[汽車之家 發(fā)動機技術]  在2015年8月，東風日產(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機械增壓發(fā)動機及單電動機組成的混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)是目前市場上少有的，采用機械增壓發(fā)動機的混合動力系統(tǒng)。究竟該混合動力系統(tǒng)上的機械增壓發(fā)動機有何特點？為什么會采用機械增壓發(fā)動機與電動機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機械增壓發(fā)動機代號為“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（代號為“QR25DE”），在動力輸出參數(shù)上全面占優(yōu)，這是機械增壓器的功勞。這套混合動力系統(tǒng)的電動機最大馬力為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（上一代樓蘭采用的動力系統(tǒng)），通過小排量化來提升發(fā)動機工作效率。然而，采用2.5L自然吸氣發(fā)動機搭載單電動機的混合動力系統(tǒng)，要想達到3.5L自然吸氣發(fā)動機的性能就需要一個大功率電機，電機功率大了，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)選擇了采用機械增壓發(fā)動機與小功率電動機的組合，最終實現(xiàn)了動力輸出媲美3.5L自然吸氣發(fā)動機，燃油經(jīng)濟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、缸內直噴技術，并把發(fā)動機排量設定在2L，制造出動力輸出性能與3.5L自然吸氣發(fā)動機相若的新型小型化發(fā)動機。在動力性能上，樓蘭的混合動力系統(tǒng)相比主流2.0L渦輪增壓缸內直噴發(fā)動機并沒有優(yōu)勢，但在燃油經(jīng)濟性方面優(yōu)勢明顯。

　　顯然，如果你是一個注重動力性能的消費者，樓蘭并不是你的菜，因為市場上動力更強的中型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，或許你可以關注下樓蘭的混合動力車型。

● 日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)結構特點和工作邏輯

　　日產(chǎn)樓蘭混合動力系統(tǒng)帶有一個電動機，該電動機位于發(fā)動機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。濕式離合器結合時可以把電動機動力傳遞至變速箱。干式離合器和濕式離合器同時結合時，發(fā)動機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驅動車輛，發(fā)動機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功率使得這套系統(tǒng)只在起步或者松油滑行時才會單獨采用電動機驅動車輛，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實施動力輔助，讓發(fā)動機能夠盡可能地在經(jīng)濟油耗區(qū)工作，從而降低油耗；同時，在車輛全力加速時，電動機也能起到增強動力的作用。

　　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，輸出的扭矩峰值更大，所以該CVT變速箱內主動、從動錐盤之間采用了能夠承受更大扭矩的鏈條進行傳動（與2.5L自然吸氣發(fā)動機搭配的CVT變速箱采用的是鋼帶傳動，關于CVT變速箱傳統(tǒng)鋼帶和傳動鏈條的區(qū)別請參閱《達芬奇不為人知的秘密 聊CVT無級變速箱》）。

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

　　目前，不少廠商都采用渦輪增壓技術來進行發(fā)動機小型化，以替代過去的大排量自然吸氣產(chǎn)品或填補產(chǎn)品線空白。例如：馬自達采用2.5L渦輪增壓發(fā)動機來取代過去的3.7L自然吸氣發(fā)動機；本田采用2.0L渦輪增壓發(fā)動機來取代3.0L自然吸氣發(fā)動機；豐田采用2.0L渦輪增壓發(fā)動機來填補2.5L和3.5L自然吸氣發(fā)動機之間的產(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機械增壓發(fā)動機+電動機組成的混合動力系統(tǒng)來取代其3.5L自然吸氣發(fā)動機。這與日產(chǎn)這套混合動力系統(tǒng)的開發(fā)目標有很大的關系。

　　從成本角度來看，采用渦輪增壓技術的發(fā)動機要比采用機械增壓技術的發(fā)動機稍高。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)工程師在調研時發(fā)現(xiàn)，用戶在實際駕駛時，發(fā)動機處于低轉速、高負載的工況較多，這是渦輪增壓系統(tǒng)最不擅長的工況，而恰恰是機械增壓系統(tǒng)所擅長的地方。假設車輛低速滑行時發(fā)動機轉速為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)動機處于低轉速、高負載工況，機械增壓發(fā)動機此時相比同排量渦輪增壓發(fā)動機，能夠提供更快的加速響應。此外，樓蘭這套混合動力系統(tǒng)的電動機在上述工況下，可以通過其快速的動力輸出響應來進一步優(yōu)化車輛提速性能。

● 為什么沒有采用缸內直噴技術？

　　實際上，缸內直噴技術與渦輪增壓技術是相伴而生的。上面也提到了，渦輪增壓發(fā)動機在暖機工況時，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格的排放法規(guī)，缸內直噴系統(tǒng)被配置到發(fā)動機之上。缸內直噴系統(tǒng)通過改變燃油噴射的時間，使未燃燒的碳氫化合物（HC）隨著尾氣到達三元催化器并燃燒，從而促進三元催化器升溫，最終使暖機工況尾氣排放達標。

　　既然日產(chǎn)選擇的機械增壓技術方案本身就能夠滿足排放指標，自然就無必要采用結構更復雜、成本更高的缸內直噴技術了。結合我們此前拆解的日產(chǎn)HR16DE發(fā)動機來看（點擊查看文章），日產(chǎn)在動力總成設計上，并不熱衷于采用業(yè)內最流行的技術，反而對如何降低動力系統(tǒng)復雜性、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)設計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，電動機僅僅起到動力輔助作用，純電動行駛并非其主要職責。

　　當進氣側VVT機構解除鎖止時，正時鏈條作用在進氣側VVT齒輪上的力會通過VVT內部油腔的機油進行傳遞，然后轉化為凸輪軸轉動的扭矩，傳動效率比硬連接低，進氣門關閉時不夠“干脆”，從而導致更多油氣混合氣進入氣缸。在發(fā)動機冷啟動時，燃油霧化質量較差，更多混合不佳的油氣混合氣進入氣缸燃燒便會導致尾氣中碳氫化合物（HC）排放量的上升。

全文總結：

　　日產(chǎn)樓蘭上的這套搭載2.5L機械增壓發(fā)動機和單電動機的混合動力系統(tǒng)主要是用于取代旗下3.5L自然吸氣發(fā)動機的，在保持動力表現(xiàn)持平的前提下進一步提升燃油經(jīng)濟性和排放水平。這套混合動力系統(tǒng)較好地融合了機械增壓發(fā)動機和電動機的各自優(yōu)勢，低轉速、高負載工況提速性能以及全工況的燃油經(jīng)濟性上相較旗下3.5L自然吸氣發(fā)動機均有所改善。

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