比EA888多一個缸就等于2.5T?奧迪五缸發動機技術解析

“衛青不敗由天幸,李廣無功緣數奇”,第一次聽到這首詩的時候,只能看懂字面意思。于是從小就覺得奇數好像就沒有偶數那么好運氣。但是在發動機的領域,似乎確實也是如此體現的。無論四缸、六缸、八缸、十缸還是更多缸,耳熟能詳的都是偶數缸。奇數缸看到最多的當屬三缸,但三缸的命運如何,相信已經不用多說了。在三缸之外,還有一定嘗試的奇數缸當屬五缸發動機,比如說奧迪在現階段仍然在推出搭載五缸發動機的產品。日前,奧迪發布了一款TT RS iconic版車型官圖,新車仍然將搭載一臺2.5T的五缸發動機。那么這款發動機到底有何魅力呢?它能扭轉奇數缸注定小眾的命運嗎?

2.5T五缸等于多一個缸的EA888?
雖然奧迪在上世紀70年代就開始嘗試在旗下車型中裝配五缸發動機,但對于大多數中國消費者而言,對其五缸機的印象相信還是空白,或者說遠不如對EA888系列發動機那么熟悉。但奧迪的這款2.5T五缸發動機有個很有意思的地方,即它的缸徑和沖程其實與目前的EA888(2.0T)發動機一致(沖程92.8mm,缸徑82.5mm)。

兩臺發動機相似的地方還不止于此,缸內直噴與歧管噴射的雙噴射技術、AVS系統(可變氣門升程)、耐高溫渦輪增壓器等等,也都是通行辦法。甚至,如果直接將奧迪2.5T發動機的近400匹馬力,與480N·m的最大扭矩,按照單位排量來推算,與EA888(2.0T)的高性能調校版本,也相差無幾。那么這臺所謂的五缸發動機,真就只是在EA888的基礎上,增加了一個氣缸嗎?

即使從堆料的角度來說,兩者都有著很大的不同。首先,奧迪2.5T發動機直接采用了鋁合金缸體。除了更加輕量化,同時還強化了發動機的散熱效果。當然,在最初設計的時候,由于為了考慮高性能輸出的路徑,奧迪也想過給這臺鋁合金的缸體設計一個鑄鐵的缸套。但是最后,奧迪通過獨家配方的APS等離子涂層工藝,提升了氣缸的整體耐磨性,變相提升了發動機的耐用度。類似在材料上的升級變化還有很多,包括曲軸、活塞、油底殼等位置,都有各類合金材料或涂層工藝的身影。
太寬、太重,橫置五缸的老毛病
其實EA888的本領,我們已經相當熟悉了,如果多一個氣缸,并且仍然采用高性能的調校,這本身就會是一件很值得期待的事情。那么為什么奧迪的五缸2.5T還要花這么多心思進行改動呢?這就不得不聊到五缸機作為奇數缸的天然問題。

首先就是老生常談的尺寸與體積。放眼看過去,采用五缸發動機的車型,基本都是基于橫置平臺打造的產物。畢竟,就算是熱衷于五缸發動機的奧迪,諸如RS 3、TT RS等車型,也都是著名的橫置平臺打造的性能小怪獸。而縱置平臺打造的車型,誰家還沒有直六、V6的庫存?

那么在橫置平臺的范疇內,又是打造性能車,那么加一個缸雖然可以理論上擁有更好的性能表現,但同樣也加重了車輛推頭的可能性,以及布局的難度。所以從大的結構特點上,可以看到這類車型基本都是采用的前麥弗遜式獨立懸架,想要在橫置5缸的基礎上,且本身多以緊湊型甚至更小的車身為主的背景下,給車輛兩側安裝多連桿或者雙叉臂,幾乎是不可能的事情。

只不過同類型車輛在前懸架部分,一般都拉不開差距。所以奧迪也將目光投放在五缸機對于整車的配重問題上。于是放棄EA888經典的鑄鐵缸體材質就成為必須的選擇,而缸體材質的變化,也貢獻了這一代2.5T相比前作最大的減重數據。在增加了雙噴射以及AVS結構的基礎上,2017年發布的新一代2.5T發動機,仍然實現了約26kg的減重成績。至于寬度方面,也通過單軌皮帶以及優化后的窄體正時鏈條,進一步接近傳統直列四缸發動機的寬度。

至于五缸機的另一個需要克服的劣勢,便是低轉速下的扭矩輸出一般。在最常見的四缸發動機工況下,每次點火做功,都能帶動曲軸旋轉180°。所以兩個氣缸一組工作,以此可以抵消一定的相互振動。但是在五缸的布局下,便會出現前一個氣缸還沒結束做功,后一個氣缸已經開始接力的情況。這也正是五缸發動機相比四缸機動力輸出更為平順、綿密,且聲浪更為渾厚的根本原因。

但其副作用就是在低轉速下,扭矩難以像很多優質的四缸機那樣,達到一個比較出色的輸出。而緊接著,為了或者有效的扭矩輸出,發動機自然需要進入更高轉速狀態,從而使得整體的油耗水平跟著上升。這也是為何奧迪在2.5T發動機身上采用了那么多減少做功摩擦的技術與材料升級。根據奧迪的數據顯示,通過一系列改進措施,這臺五缸2.5T發動機相比前作,在2000轉以內的平均機械阻力,被降低了12%。
寫在最后
縱置不需要、橫置麻煩多,這是五缸發動機從誕生就不得不面對的根本性難題。隨著四缸機在技術上的不斷精進,五缸的處境也越來越尷尬,之前陪伴奧迪的沃爾沃也在這個領域按下了休止符。雖然技術的更迭同樣能夠使得五缸發動機一定程度上克服自身在寬度、重量上的劣勢。但是難以通過邊際效用降低成本,且更為復雜的調校成本,使得五缸發動機能夠維持小眾市場已經不易。獨特的聲浪或許是人們去還念它的最后記憶。
聲明:本文由太平洋號作者撰寫,觀點僅代表個人,不代表太平洋汽車。文中部分圖片來源網絡,感謝原作者。
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2022-10-13
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