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如何看待下一代C63改成4缸混动? 第1页

  

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奔驰全新C级发布几个星期了,真的惊艳到我了,奔驰还是那个奔驰。新C63的参数其实也都猜得七七八八。我的回答,和这个问题下面的几乎所有答案都不一样,我想说的是,

新一代C63,会是一辆载入史册的好车。


其实这是一篇纯技术回答,第一节是吐槽,不想看的可以不看,干货第二节开始。

2021.03.31更新:奔驰正式宣布新一代AMG Hybrid Performance系统,在最后。

关于纯粹

我一直认为,说某某车纯粹,就是说这车性能差。手动挡纯粹,手动挡开得过自动挡么?自吸纯粹,这年头自吸的车性能比得上涡轮车吗?普锐斯可纯粹了呢!要纯粹性能还好也不是不行,比如Gordon Murray的T50,大概花5-10倍买?

至于排量和缸数,汽车排量和气缸数一直是越来越少,因为技术水平越来越高,为了保证同级别的车性能不会增长得太快,因为开车的人的水平可没有怎么增加。关于排量和缸数类似的讨论已经发生过不止一次了。

奔驰的内饰非常棒,这一代电动化的C63,肯定比上一代C63更加舒适,适合天天开着买菜,不香么?为啥要这么“纯粹”?真当一辆普通AMG得和限量版法拉利一样供着么?问问6.2L的C63车主,适不适合天天开着买菜,加油烦不烦。

希望C63纯粹的,肯定不希望燃油车消失,那么我觉得,应该拥抱技术的进步。坚持道理我都懂,但我就要V8的,建议还是别看下去了。

极限升功率

最开始说到,我认为新一代C63会是载入史册的好车。为什么这么说,主要是因为“电动涡轮”,C63可能是世界上第一台将F1级别的电动涡轮技术量产的汽车,这车,没有涡轮迟滞,相当于一辆性能更猛、内饰更好、更省油、更智能、更舒适,啥都更好的6.2L自吸C63。

先说这个2.0T发动机,后面我们再来谈电动涡轮。

2.0T的性能在过去几年里被不断刷新。一开始大家都觉得2.0T三百匹出头很不错了,然后被上一代A45干到360匹,最近被换代的A45s刷到421匹,大家觉得,这个肯定是2.0T极限了。什么导致了极限?是缸体不够强吗?不,90年代的JDM日系车铸铁缸体,随随便便上千匹(所谓的车子重、发动机重=改装潜力大),机械结构都能强化,对应的燃烧特性都可以做优化,这些都不是问题。问题在于涡轮迟滞。极限的升功率,一定要一个特别特别大的涡轮。

道理很简单,喷多少汽油、放多少热是由空气多少决定的。发动机排量只有2L,发动机每转两圈只能吸2L左右的空气,民用车红线一般都差不多,六七千转,那么唯一的变量,就是进气压力,压力越高,吸进空气的量就越大使用涡轮增压,涡轮的转速是有上限的,涡轮外沿叶片的转速不能超过声速,否则会堵塞(choking),那么唯一剩下的可行方案,就是增加涡轮尺寸了,这是一个听上去一目了然,但其实背后需要考虑很多的问题。当然,这段话没考虑进去更换燃油所玩的花招,这也不太适合普通的量产车。

那么,涡轮工作的时候能达到100000rpm,这个时候,看上去多小的涡轮惯性都要命。然而追求极限性能的车又不能接受过大的涡轮迟滞,所有常规用来降低迟滞的技术手段,作用都是有限的,比如涡轮-机械双增压,比如大小涡轮串联,比如4-2-1排气,比如低阻滚珠轴承,比如双涡管涡轮。这些所有东西制约了使用大号涡轮。先来感受一下,在不受涡轮迟滞影响的情况下,F1 1.6T发动机用的涡轮尺寸有多可怕:

换一个角度理解,内燃机是往复式热机。涡轮是旋转式机械。当我们给内燃机装上旋转式机械的时候,往复式热机就有了旋转式热机的特性,通俗来讲,汽车发动机更像飞机发动机了。飞机发动机提高转速很慢吧?这个在汽车上不可接受,所以要电动涡轮。

电动压气机

看到这里很多人就说了,我们都知道涡轮迟滞啊,电动涡轮不是几年前就量产了吗,比如奥迪Q7,沃尔沃的triple-boost?可惜并没有。那个叫电动增压器(e-compressor),而不是电动涡轮(e-turbo)或者电辅助涡轮(electrically assisted turbocharger),比如下图的奥迪方案。电动压气机只有传统涡轮增压器的一半,只有压气机部分,没有涡轮部分。那么直接由电机驱动的压气机的确响应很好,但这个和普通机械增压其实没有特别大的区别啊?(其实有,这里不展开)。毕竟,前面说到,我要高升功率,涡轮(带动的压气机)必须有很高的增压值,但使用电动增压器的车,涡轮还是没有被吹动,这个响应还是不行吧?因为,只有匹配的大涡轮能迅速提速到设计转速才能提供设计扭矩/功率,电动压气机完全没有缩短涡轮提速的时间。事实上奥迪和沃尔沃这两套系统,分别还加装了两套其它增压系统,这正说明了电动压气机能提供的性能是非常有限的。

量产难度

所以电动涡轮的必要性就很明显了,只有直接用电机串联涡轮增压器(压气机+涡轮),直接对涡轮进行提速,那么才能真正改善使用大尺寸涡轮的响应。

那么,不是接个电机就行了吗,很难吗?

真的很难!

涡轮转速有十万转,平时生活哪有转速那么高的电机?而且涡轮温度非常高,转速这么高的电机不会过热吗?

所以,2014年,F1引进混动-电动涡轮-1.6T发动机的时候,技术方案是这样的:

雷诺和法拉利,选择右上角的布置方式,让电机(MGU-H)放在涡轮增压器的压气机侧,因为压气机是冷的,但是这样其实堵住了压气机的进口。奔驰选择了右下角的布置方法,这个选择非常聪明,是奔驰2014年开始领跑F1的关键设计之一:主动把集成在一起的压气机和涡轮分开,分别放在发动机的前后端,把电机放在当中,真正抛弃了传统的涡轮增压器设计。这样的设计工作量很大,因为需要拆开压气机和涡轮,同时一根很长的转轴连接了两个部件和电机,这根转轴要求加工精度非常高,同时够轻,才能保证响应,以及在十万转下不会出问题。至于左边那个大大的Honda,2015年脑袋秀逗了说要把电机连在压气机和涡轮之间,以及其他一系列问题导致了本田在F1赛场沦为GP2 Engine,2020年才追回来。

前面说了这么多就是想说,这个技术真的很难很难,F1都花了很久才搞定,14年的时候我觉得,这个技术10年内可能民用不了,可是没想到,短短7年,这项尖端技术就量产化了,并且不是搭载在AMG P1这种千万级的Hypercar上,而是C63这种百万级的豪车上,这说明这项技术逐渐普及只是时间问题。

这里再插一句,2014年F1引进的新Hybrid动力总成里,还有一项先进燃烧技术,叫Turbulence Jet Ignition,能实现超高升功率和超高热效率(>50%),也基本量产了,搭载在玛莎拉蒂MC20上,具体这里就不展开了,可以参考 @苏黎世贝勒爷 的回答

至此,7年间,最尖端的F1技术已经完成民用化,这几年里内燃机技术被逼着突飞猛进,还是在没怎么砸钱的情况下

电动涡轮

好了,差不多正式介绍一下这个即将搭载在C63上的电动涡轮了,这项技术可以说已经开发完成了,因为涡轮-电机-压气机使用了前面的本田式布置,将电机布置在了中间,这样可以使整体最紧凑,同时最大化涡轮气动效率。但从下图也可以看到,Garrett也做了对应优化,电机离涡轮隔了一小段距离,通了冷却水进行冷却。

装了电机以后,电机可以快速驱动涡轮和压气机提速,根据电机的功率,理论上能提供超越自吸的响应。响应快了,涡轮尺寸就能按照希望的最大功率去匹配,在不突破缸体结构的情况下,至少能提升10-20%的动力。在Garrett的技术文档中,他们用了搭载EA888的奥迪Q7,使用电动涡轮可以提升16%的动力。那么,使用传统涡轮增压器的A45(s)上的M139发动机,如果搭载了电动涡轮,那么387-421匹马力会增长到450-489匹马力,和目前传言的新C63内燃机动力一致。

电动涡轮达到最大扭矩只需要1s,而普通涡轮要4.5s。

电动涡轮的动力可以由48V系统提供,也可以由400V系统提供,当然这个取决于电动涡轮的尺寸和相应要求。而新一代C63确定会上400V系统,所以一定会使用400V驱动涡轮。那有人可能就要问了,插混会亏电啊,正常车亏电只是没有电机驱动,全新C63亏电岂不是,涡轮车变自吸了?(这可太棒了!手动狗头)

这大可不用担心。首先,即使有可能发生,车子也一定会留一定的电量给涡轮用。

其次,电动涡轮,其实发的电比用的多。在F1里,这个电机叫MGU-H,即回收热量的电机-发电机单元(Motor/Generator Unit-Heat),在很多种工况下,比如平时涡轮需要开废气阀排出高压废气的时候,电动涡轮可以回收多余的能力,给电池充电。


所以,新C63,拭目以待吧。


2021.03.31 更新

其实写这篇回答的初衷是知道C63将搭载F1技术的电动涡轮时,特别特别激动,拖了几个星期来写个回答,也没想到奔驰隔了两天自己官宣了。下面的所有信息都可以在戴姆勒媒体网站上找到,这也是第一手资料,比看国内不少乱七八糟车媒要好。Mercedes-AMG defines the future of Driving Performance

那么最后就直接放一些官方的信息:

首先是电动涡轮的照片,可以看到涡轮尺寸是很大的。涡轮由400V的性能优化的动力电池供电,最高转速15.6万转。为了保证性能稳定,电机和控制器(下方的方盒子)由两套独立的冷却水路冷却。

奔驰官方的说法是,搭载了这颗电动涡轮的M139发动机有全方位的改进、性能会有大幅提升。像我前面说的一样,电动涡轮可以提供比自吸发动机更好的响应。由于电动涡轮的增压值和发动机是解耦的,电动涡轮可以做到在怠速、低转速、制动工况下持续提供增压值,保证再次加速时发动机也能提供及时的响应。

目前搭载了这颗电动涡轮的M139发动机可以提供330kW的动力,也就是443马力,小于前面的预测,这说明M139和电动涡轮的潜力还没有压榨干净,奔驰工程师的目标是要让M139重新变成升功率最高的四缸发动机。


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这是我好久之前无意间记录下的,如果是评论里提到的董玉飞,那这位父亲的年龄我记错了,印象中这位父亲黑黑瘦瘦不大高。

我的本意是,不希望看到对事件中的个体进行攻击,从当初看报道时到现在回忆,我的心情依然是难以描述,不是愤恨。


至今还记得那年感动中国里的一位基层干部,这位父亲没几天就自杀了,对,以基层党员干部的身份满载荣誉,没几天就以父亲丈夫儿子的身份默默自杀了。

汶川的一个乡镇干部,在地震时从家里成功跑出来,让老婆照看一下老母亲,自己去学校看一下儿子,家、单位和儿子学校离得都很近,一条直线上,路过儿子的学校,看学校没全塌,鬼使神差的,对,他对记者的描述是鬼使神差的想先去单位,心里在跟儿子说“儿子你挺一下,挺一下,爸爸马上就回来”,等他参加完单位救援,经历第二轮余震后,反应过来往回跑,儿子学校全塌了。

就因为这个父亲的身份:党员、基层干部,当时还是央视王牌节目面对面的采访,无限扩大,表彰成一个基层党员的使命感责任感,轮回播放。

可节目中这个父亲已经被挖的体无完肤,记者一直追问这个细节:路过儿子的学校,为什么没进去。或许这个点是记者以及那整个群体引以为豪的功勋章,可这位父亲每一句话都在明显的责怪自己:鬼使神差、要是先去、要是听老婆的话。。。要有多无奈就有多无奈,能想象一个五十多岁一脸沧桑的父亲,一个家中独子,被记者逼着回忆自己面对“民族大义”时,只能自言自语一样重复嘟囔一句“要是当时”,像犯了错的孩子一样,他俩眼空洞地在记者牵引下回忆儿子很高、很开朗,早上出门还跟他比身高高,成绩很好,经常开玩笑,一米八几的大小伙对奶奶撒娇。。。。。显然,节目出来的效果是符合主流价值观的。

可是,对一个父亲、丈夫、儿子而言,这份“于灾难面前不顾儿子安危、来不及看儿子一眼、毅然决然冲入群众坍塌现场的基层党员”的荣誉,能否支撑他那个大家庭?还被评了当时“感动中国”。

他老婆看了那集报道,责怪他如果。。。

他老母亲责怪他,如果。。。

他自己也责怪自己,如果。。。

最后,在报纸的一个小角落里,报道出他自杀了。

(有些影像细节记不清了,这个父亲面对采访时不断的自言自语)




  

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