五分钟了解沃尔沃Drive-E动力总成

汽车平台模块化相信大家都不陌生了，现在已受到主流汽车厂商的青睐。但又有多少人听过模块化发动机平台？沃尔沃汽车推出了全新的“Drive-E”发动机序列，就是采用模块化的设计理念，在环保节能与动力性能之间取得了很好的平衡。究竟“Drive-E”发动机序列有哪些技术特点？本文就来做个详细的介绍。

● “Drive-E”是什么？

目前部分汽车厂商对于自家的技术都有一个名称作为包装，例如马自达的创驰蓝天技术（SKYACTIV）、本田的地球梦科技发动机技术（Earth Dreams technology）等等。而“Drive-E”是沃尔沃最新的一系列节能高效技术的总称，涵盖了发动机、变速箱、混合动力系统、生产平台等等。而Drive-E动力总成则包括三个方面，一是全新的模块化发动机序列（8款发动机），二是由爱信提供的8AT自动变速箱（代号AW TF-81 SC），三是电子随速转向系统。

这套全新的模块化发动机序列（Volvo Engine Architecture），主要想达到的目的是强劲动力和低油耗，其在去年的下半年已海外市场投入，今年也将引入国内。

VEA发动机家族一共包括8台发动机，即4台汽油发动机（代号VEP）：T6、T5、T4、T3。4台柴油发动机（代号VED）：D5、D4、D3、D2，它们有一个共同的特点就是：全为直列四缸，拥有相同的缸径与冲程，而最先投入使用的是T6、T5和D4三台发动机，国内最先引入是T5发动机（搭载于XC60上：骑士变芯 试驾沃尔沃XC60 Drive-E T5）。

● 模块化发动机有何技术特点？

传统燃油发动机要达到高效动力、节油减排的要求，无非要在这几方面精耕细作，如高效的增压系统、更高的燃油效率、高效的热管理系统、更低的内摩擦损耗、轻量化设计构件、有效的尾气处理。

1）极高的部件共用性

VEA发动机序列中（包括柴油版和汽油版），都是拥有相同的缸径和行程的。发动机的部分附件是完成可以互换的，如曲轴、下缸体、油底壳、机油本、发电机等等，而缸体、平衡模块也接近通用。当然考虑到发动机的性能差别，发动机本体的结构强度设计是有所差别的。

主要包含两个性能级别，即高功率与中功率级别的发动机和较低性能级别发动机。前者的缸体强度设计是按照柴油发动机峰值燃烧压力设计，而后者允许峰值压力值降低为140bar（接近汽油机的水平）。

2）构件轻量化设计

发动机采用高压铸铝缸体，内嵌铸铁气缸套。汽柴油发动机缸体不同的是，柴油发动机的缸体高度更高，缸套强度更强。缸套外层喷涂一层共晶铝合金来加强铝基体的基础，有效提升缸套的圆度从而使得活塞环张力减小。此外，轴承加固件也采用铝合金进行喷涂。

此外，还通过一系列措施对发动机本体进行减重，如为了降低轴颈的尺寸，曲轴采用锻钢来制造；通过采用衬套可以降低活塞销的直径；采用更长更轻的连杆等，最终可以降低20%的运动惯量。

3）降低内摩擦损耗

要提高发动机的效率，降低发动机各个运动部件之间的内摩擦也是重要的一环，VEA发动机也进行了一些列的措施进行优化，如通过降低活塞环切张力、活塞环PVD镀层、珩磨气缸套、活塞销表层DLC（类金刚石涂层）等等。此外，气门挺柱使用了DLC进行涂层处理，与铸铁制造的凸轮轴，可以有效降低滑动摩擦。

4）可变流量机油泵

可变流量机油泵，也是目前较为主流的发动机技术，简单来说就是，可以根据发动机高低负荷的工作状况，实时调节机油泵的流量输出，降低损耗。VEA系列发动机的机油泵主要通过电磁阀来控制机油泵的流量输出，传感器通过采集发动机转速、负荷、机油温度等数据进行实时调节。

5）发动机热力管理系统

由于汽/柴油发动机工作方式的不同，对于散热要求的不同，会使得它们的热管理系统也是有所差异的。汽油发动机装备了一个400W的电子水泵，可以精准智能控制冷却水流向，以实现发动机的快速热机和降低冷摩擦损耗。

柴油发动机采用的则是传统的机械式水泵（即由皮带驱动），可以通过水套中的液压控制阀进行流量的控制。如发动机启动时，控制阀关闭，水泵驱动的流量就降低，可以实现发动机快速暖机。

另外，柴油发动机也装备了一个15W的电子水泵作为辅助，主要有两方面的作用：一来可以从气缸盖取水为车厢加热（提供暖风），二来，可以将冷却液引至EGR冷却再循环尾气，以降低NOX污染物的排放。

6）模块化增压实现动力差异化

前面我们说了，VEA发动机序列中，发动机排量都是一样的，那怎么实现动力差异化？那就是模块化增压，即通过配备不同的增压系统来实现动力的差异化，如高功率版本采用了双增压技术（如T6采用机械增压+涡轮增压、D4则采用双涡轮增压）。

之所以说模块化增压，是指VEA发动机序列中，无论汽油或柴油发动机，还是不同功率等级，增压系统的安装位置以及主要端口都是相同的，有利于整车安装的共同性。

T6汽油发动机采用的是机械增压与涡轮增压模块，机械增压器（罗茨增压器）是通过离合器进行控制，与一个较大尺寸的涡轮增压器相配合工作。机械增压器是直接由发动机驱动的，所以在低速时可以提供快速的响应（弥补涡轮的迟滞），提升扭矩。而当发动机转速上升后，涡轮其主要作用，机械增压器也将停止工作。通过两者的优势互补，可以实现强劲动力的线性输出。

D4柴油发动采用的是双涡轮增压模块，两涡轮采用的是串联的连接方式，这种增压方式在2008年上市的2.4L柴油发动机上就已使用，只不过对其进行了进一步优化，采用小尺寸的涡轮也可以使得发动机在低速时也有较好的响应。

7）汽油中置直喷/双VVT

在缸内直喷系统中，大部分发动机采用的是侧装直喷，而VEA汽油发动机则采用中置直喷（即火花塞以及喷油器都安装在燃烧室顶部中间），好处就是在起始分层燃烧和催化器加热方面更胜一筹。

进气管道中也设计了扰流设计，主要作用是提升进气与燃油的充分混合，从而提升燃烧效率。而进排气可变气门正时（双VVT），可以让发动机呼吸更顺畅，从而提升发动机的效能。此外，针对不同功率等级的发动机，工程师对冷却水套、进气端口、喷雾设计都进行了相应的优化，而通过燃烧室形状的优化设计，来实现不同的压缩比。（T5压缩比为10.5，T6压缩比为10.3）。

8）i-Art燃油喷射技术

VEA柴油发动机的燃油喷射采用的是闭环油量控制系统，喷射压力最大达到了2500 bar。这套系统被命名为i-Art智能精准喷射系统，包括了一个油压传感器、微型处理器（用于通讯和数据存储）、电磁控制阀等构件组成。

发动机控制单元可以从油压数据中计算实际的汽油喷射量，而且实时进行喷射调整。另外，这套喷射气筒还具备了自动补偿老化和磨损的功能，可以确保发动机在寿命期间稳定和可靠地运行。

9）模块化尾气后处理

汽油发动机（尤其是直喷发动机）要满足日益严格的排放法规，高效的尾气处理系统（三元催化器）必不可少。在VEA发动机序列中，尾气处理系统同样采用了模块化的设计理念，所有发动机的涡轮出口与尾气后处理的入口都在相同的位置点。

沃尔沃模块化的三元催化器的设计也是非常有特点的，由两个成90°排列的模块构成，外围采用冲压不锈钢板焊接而成。这种特别的无管连接的设计，流通损耗极低，而且气流可以很均匀地通过模块，提高三元催化器的利用效率。据介绍，这种设计沃尔沃还申请了专利。

● 爱信横置8AT变速箱

与DRIVE-E动力搭配的是爱信AW的8速自动变速箱，技术成熟可靠，不过与宝马的纵置8AT不同，沃尔沃采用的是爱信全新开发的横置8AT变速箱。

据了解，作为沃尔沃DRIVE-E动力总成的重要组成部分，这款8AT变速箱是与发动机模块化平台同步开发的，所以它们之间的匹配会更加得默契，这在实车体验上也感受到了这一点。可以看到，随着DRIVE-E动力总成的应用，沃尔沃将会成为第一个全面搭载横置8AT的厂商。

● 模块化发动机平台有什么好处？

为了满足不同级别车型的动力需求，目前汽车厂商常见的做法就是采用不同的排量设计来满足这种需求，例如本田最新推出的地球梦科技（Earth Dreams Technology）发动机序列，排量就涵盖了从1.5升到3.5升，以满足小型车到中大型车的需求。

但沃尔沃采用模块化理念的VEA发动机序列（8款），均采用了直列四缸的布局形式，拥有相同的缸径和行程， 通过匹配不同的增压单元来实现动力上的差异化，此外发动机的大部分部件都可以通用。那工程师模块设计意义何在？

第一，与汽车平台模块化的意义一样，发动机平台的模块化设计，可以使得所有发动机都可以在同一条生产线进行共线生产，也就实现了柔性生产来满足多元化的市场需求。

第二，模块化部件的设计，使得发动机性能差异化变得非常简单。例如你要提升发动机的功率，可能只需更换一下增压模块就可以实现。重要的是，如未来工程师研发了新的技术，可以通过模块的形式导入发动机主体，新技术就能很快得以应用。在发动机与变速箱连接处，也预留好了电机的安装位置。换句话说，如市场需要，沃尔沃可以很轻松地在这个发动机平台上开发不同动力的混合动力系统。

第三，在保持高功率的基础上，排量减少，发动机所占用的空间也减少，那么车前悬部分的设计拥有更大的自由度，对于碰撞安全以及车内空间设计等方面都有重要意义。

总结：相信大家看过我们以往的发动机巡礼文章，对于文中提到的技术名词（i-Art除外）如缸内直喷、涡轮增压、机械增压、VVT可变气门正时、轻量化低摩擦设计、可变排量机油泵等名词也并不陌生，DRIVE-E发动机序列就是将时下先进的发动机技术进行融合，最大限度地发掘发动机的潜力，以提高效能，降低排放。

而DRIVE-E发动机序列最大的亮点就是采用模块化的设计理念，更具前瞻性。发动机部件的模块化制造生产，使得它具备了很强的扩展能力，可以适应日新月异的市场变化。模块化发动机序列可以根据需要，更换不同的功能模块，就可以满足不同的需求，说得通俗一点，就跟现在组装电脑一样。