發(fā)動機(jī)技術(shù)巡禮(11) 析凱迪拉克3.6T引擎

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】2014款凱迪拉克CTS前不久的紐約車展上首發(fā)。官方宣布，新一代的凱迪拉克CTS將配備一臺全新的3.6L V6雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)，最大功率達(dá)313kW（426PS），峰值扭轉(zhuǎn)達(dá)到了583Nm。這臺全新的雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)是從之前3.6L自然吸氣發(fā)動機(jī)演變而來？都有哪些不同？下面來具體了解一下。

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● 發(fā)動機(jī)基本參數(shù)

● 凱迪拉克CTS的前世今生

　　算起來，凱迪拉克CTS的“歲數(shù)”不算大，但也堪稱經(jīng)典了。2003年凱迪拉克推出了第一代CTS，這款車的設(shè)計靈感來自于1999年底特律車展上展出的概念車Evoq。

　　CTS保留了Evoq身上那鋒利的筆直線條，整車給人一種科技而又科幻的視覺效果，上市之初就俘虜了不少車迷的心。

　　第一代CTS裝備的是，3.2L LA3 V6發(fā)動機(jī)，最大功率為164kW(223PS)，與之搭配的是通用5L40-E 5速自動變速箱以及格特拉克的5速手動變速箱。當(dāng)時CTS采用的是通用第一代Sigma平臺，打造了運動轎跑車必備的后驅(qū)底盤。

　　2004年經(jīng)過一次小改款引入了3.6L DOHC V6 發(fā)動機(jī)，最大功率為190kW(258PS)，峰值扭矩達(dá)到342Nm。在2005年引入了一個全新的2.8L DOHC V6 發(fā)動機(jī)，作為入門級CTS的動力，取代了先前的3.2L LA3 V6發(fā)動機(jī)。同時，引入愛信AY-6 六速變速器，取代格特拉克5速變速箱。

　　2004年的北美車展上凱迪拉克推出了運動更為極致的CTS-V，它就是基于第一代CTS打造升級版本。設(shè)計師將更為強(qiáng)大的剎車系統(tǒng)、輪胎以及強(qiáng)悍的底盤配置置于一身。為求把這款車的運動性能及操控性能發(fā)揮到極致，CTS-V還移植了Corvette Z06上的那臺5.7升V8發(fā)動機(jī)，以及博格華納那臺6前速手動變速箱。

　　在2007年的底特律車展上，凱迪拉克又推出了第二代CTS，其最大亮點是底盤風(fēng)格的變化，整車的剛性被大幅提高，懸掛系統(tǒng)及避震系統(tǒng)都進(jìn)行了重新調(diào)校，裝備了從軟到硬的FE1、FE2、FE3三個等級懸掛，以滿足不同消費者的需求。

　　動力方面，早期二代CTS裝備的是一代車型上的LY7 3.6L V6發(fā)動機(jī)，后來引入了3.0L LF1 V6發(fā)動機(jī)以及3.6L LLT V6缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)，以供消費者更多的選擇。3.0L V6發(fā)動機(jī)最大功率為201kW(273PS)，峰值扭矩為342Nm。而3.6L V6缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的最大功率達(dá)到237kW(322PS)，峰值扭矩為371Nm。

　　2008年進(jìn)口到中國第二代CTS動力系統(tǒng)與美國版車型稍有不同，中國版CTS有早期的LP1 2.8升V6發(fā)動機(jī)和新款LLT 3.6升直噴V6發(fā)動機(jī)選擇。2010年最新的LF1 3.0升直噴V6發(fā)動機(jī)的車型被凱迪拉克引入中國，替代原有的2.8升車型，目前市面上的3.0升車型已經(jīng)占據(jù)了中國大部分市場。

　　2008年，凱迪拉克又推出了CTS的Coupe車型和旅行車版本，進(jìn)一步擴(kuò)展CTS家族成員。

　　2011年凱迪拉克又推出了CTS-V旅行車和CTS-V Coupe，讓V家族也更加完整。

　　而在2013年3月26日的紐約車展上，凱迪拉克推出了新一代CTS。新一代CTS延續(xù)了凱迪拉克刀鋒一般的銳利設(shè)計風(fēng)格，盾形的進(jìn)氣格柵、夸張立式LED日間行車燈以及帶狀LED高位剎車燈，均將其神韻表現(xiàn)得淋漓盡致。這次推出的新一代CTS還有一個亮點是，裝備了一款全新的3.6升V6雙渦輪增壓直噴發(fā)動機(jī)？這臺發(fā)動機(jī)有哪些過人之處？請看下一頁。

● 發(fā)動機(jī)技術(shù)特點

　　新一代凱迪拉克CTS搭載全新的3.6L雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)，是目前通用最強(qiáng)的V6發(fā)動機(jī)，最大功率為313kW(426PS)/5750rpm，峰值扭矩達(dá)到583Nm/3500-4500rpm。而這臺發(fā)動機(jī)是基于目前搭載在SRX、XTS、ATS車型上的3.6L V6直噴發(fā)動機(jī)升級而來。

　　不過，全新的3.6升V6雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)對其多方面都進(jìn)行了加強(qiáng)，包括新的缸體缸蓋、加強(qiáng)連桿、半球形的鋁制活塞、集成的增壓空氣冷卻系統(tǒng)、真空驅(qū)動與電子控制閥的旁通閥、新的燃油直噴系統(tǒng)等等。但3.6升自然吸氣發(fā)動機(jī)的一些成熟技術(shù)還是被保留了下來，如鋁合金的發(fā)動機(jī)缸/蓋、雙頂置凸輪軸、可變氣門正時和缸內(nèi)直噴等等。

　　下面我們先通過官方的視頻來了解一下這臺全新發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)：

（2014凱迪拉克CTS 3.6雙渦輪增壓直噴發(fā)動機(jī)構(gòu)造演示）

　　鍛鋼曲軸、鋁結(jié)構(gòu)油底殼

　　在這臺全新的3.6升V6雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)上，對曲軸進(jìn)行了強(qiáng)化處理，使用了鍛鋼曲軸，有利于提高發(fā)動機(jī)高速轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性。同時油底殼也是采用了全鋁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，進(jìn)一步減輕發(fā)動機(jī)的重量，而油底殼上方采用鋼材料的肋板，增加結(jié)構(gòu)剛度的同時并能降低噪聲。

　　半球形鋁制活塞

　　活塞則采用了強(qiáng)化鋁機(jī)構(gòu)，活塞裙部采用了聚合物材料涂層處理，活塞銷采用全浮式設(shè)計，這些有利于減少發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)的摩擦。同時對活塞采用了壓力油噴射的方法進(jìn)行冷卻，在活塞下行時向每個活塞的底部及周圍氣缸壁噴上機(jī)油，保證在高負(fù)荷情況下降低活塞的溫度，提高活塞的壽命。Richard Bartlett副總工程師介紹，活塞頂部采用半球形設(shè)計，通過對于噴油器噴射角度、模式、以及活塞的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，打造一個更強(qiáng)更高效的燃燒室，進(jìn)一步提升發(fā)動機(jī)的效率。

什么是活塞銷全浮式設(shè)計？

    全浮式是指活塞銷與活塞銷座和連桿小頭之間都可以自由旋轉(zhuǎn)的連接形式。優(yōu)點是當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。

　　排氣門中空充鈉技術(shù)

　　排氣門中空充鈉技術(shù)，氣門是空心的，在氣門中央的空腔中會填滿金屬鈉。當(dāng)氣門工作時，頭部溫度非常高，鈉吸熱氣化上升至氣門桿頂部經(jīng)冷卻水散熱，從而提高氣門散熱能力。這種技術(shù)在渦輪增壓發(fā)動機(jī)比較常見，如通用的LLU、LDK發(fā)動機(jī)、日產(chǎn)MR16DDT發(fā)動機(jī)。

　　雙渦輪增壓系統(tǒng)

　　最大的改進(jìn)就是增加了雙渦輪增壓系統(tǒng)。這臺發(fā)動機(jī)的兩側(cè)采用了兩個小的渦輪增壓器，提高更大的進(jìn)氣量的同時，也能減少渦輪遲滯效應(yīng)，提升響應(yīng)性。

　　集成式中冷器

　　而渦輪增壓系統(tǒng)的中冷器采用了與進(jìn)氣歧管集成式的設(shè)計，布置在發(fā)動機(jī)上部，結(jié)構(gòu)更為緊湊，相似的結(jié)構(gòu)在大眾EA111發(fā)動機(jī)上也可以看到。相對于一般V6發(fā)動機(jī)采用安裝在發(fā)動機(jī)兩側(cè)的中冷器，這種設(shè)計的優(yōu)勢是可以縮短進(jìn)氣行程，進(jìn)一步減少進(jìn)氣阻力，同時能提供更直接的扭矩響應(yīng)。

　　中冷器采用了水冷的冷卻方式，最低能夠把進(jìn)氣溫度降到74°C，這就提高了進(jìn)氣空氣的密度，從而增加進(jìn)氣量。這種中冷器的結(jié)構(gòu)設(shè)計功能與CTS-V車型上的6.2L增壓發(fā)動機(jī)（LSA）是相似的。

　　諧波進(jìn)氣系統(tǒng)

　　這款發(fā)動機(jī)采用了諧波進(jìn)氣。主要是根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，通過電磁閥和較大容量進(jìn)氣室的方式改變進(jìn)氣管內(nèi)壓力波的傳播距離，以充分利用壓力波的慣性作用，來提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，同時還可以降低發(fā)動機(jī)的噪音。

　　總結(jié)：這臺全新的3.6升雙渦輪增壓直噴發(fā)動機(jī)，也是目前通用最強(qiáng)的V6發(fā)動機(jī)，集合了時下先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)，如缸內(nèi)直噴、渦輪增壓、可變氣門正時等等，升功率達(dá)到了88kW（120PS），官方稱升功率比寶馬535i的3.0升直6渦輪增壓發(fā)動機(jī)和550i的4.4升V8渦輪增壓發(fā)動機(jī)都要強(qiáng)。裝備這臺全新的發(fā)動機(jī)與8速自動變速器的新一代CTS表現(xiàn)如何？我們拭目以待吧。

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