“鋼鐵超能小王子”—揭秘DS 4S的1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)

◆文/本刊記者　桂江一

“鋼鐵超能小王子”—揭秘DS 4S的1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)

◆文/本刊記者桂江一

2016年4月上旬，長(zhǎng)安標(biāo)致雪鐵龍CAPSA旗下“精致動(dòng)感”兩廂車DS 4S的媒體試乘試駕活動(dòng)在廣東梅州舉行。兩周后，在2016北京車展開幕的第一天，DS 4S宣布正式上市，有1.2THP、1.6 THP和1.8 THP共3款發(fā)動(dòng)機(jī)、7款車型，價(jià)格區(qū)間為14.99～22.99萬(wàn)元。這是DS品牌自2012年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，短短四年時(shí)間內(nèi)上市的第四款國(guó)產(chǎn)車型，如果算上最初上市的三款進(jìn)口車型DS3、DS4、DS5，則是第七款車。

單從名字來看，DS 4S很容易被人看成是DS4的衍生車型，但它倆之間還真沒有太多的關(guān)聯(lián)，DS 4S的4個(gè)S來源于Strive(極致)、ExquiSite(精致)、 DynamiSm(動(dòng)感)、PleaSure(樂趣)。其實(shí)，DS 4S與DS 5LS、DS6共享PSA 全新的EMP2模塊化平臺(tái)，這三者之間千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系就是明證。DS 4S的“三圍”(長(zhǎng)、寬、高)尺寸接近于DS 5LS、而軸距則與DS 5LS完全相同，都是2 715mm。另外，無論是從外形，還是內(nèi)飾(圖1)、做工和用料來看，DS 4S都沿襲了DS 5LS和DS 6S的風(fēng)格和特點(diǎn)。如：家族飛翼式前臉、鉆石切割輪轂、流動(dòng)型轉(zhuǎn)向指示燈、表鏈?zhǔn)秸嫫ぷ?、扁平式方向盤、被NAPA真皮包裹的儀表臺(tái)、100%無瀝青阻尼墊以及隨處可見的DS“如魚得水”的魚嘴LOGO等等。不同的是，DS 5LS是三廂車，DS 6S是城市SUV，而DS 4S則是兩廂車。

圖1 DS 4S奢華的內(nèi)飾

有關(guān)DS 4S造型、內(nèi)飾、配置、靜態(tài)測(cè)評(píng)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的介紹各大網(wǎng)站、自媒體以及整車類期刊都有大量的介紹，本文就不再贅述。作為專業(yè)技術(shù)類媒體，我們更樂于“扒開外衣看里子”，把焦點(diǎn)聚集在新技術(shù)上，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的新技術(shù)。雖然DS 4S搭載了豐富的科技配置，如帶隨動(dòng)轉(zhuǎn)向的全LED大燈、STTd發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、DS CONNECT智能語(yǔ)音交互系統(tǒng)、第三代愛信6AT變速器等等，但這些配置在DS之前的車型中都有裝備。而1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)則是DS第一次采用，并應(yīng)用于DS 4S上。因此，PSA的這款1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)才是本文真正的主角。

根據(jù)車型版本的不同，DS 4S搭載了1.2THP、1.6 THP和1.8 THP三款發(fā)動(dòng)機(jī)。其中1.6THP最早應(yīng)用于DS5上，1.8THP最早應(yīng)用于2016款DS6上，有關(guān)這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的新技術(shù)，我刊之前曾做過詳細(xì)報(bào)道。

圖2　直列3缸1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)外形

圖3　PSA“E動(dòng)力戰(zhàn)略”

1.2THP：“鋼鐵超能小王子”動(dòng)如脫兔

2001年，由PSA和BMW聯(lián)合開發(fā)的THP發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，代號(hào)為EP。EP源于Engine Prince，因此EP系列發(fā)動(dòng)機(jī)也被稱作“王子發(fā)動(dòng)機(jī)”。EP發(fā)動(dòng)機(jī)從2006年開始實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)以來，已經(jīng)歷了歐4、歐5和歐6三代。第一代(歐4)有EP3、EP6、EP6DT三個(gè)型號(hào)；第二代有EP3C、EP6C、EP6CDT、EP6CDTM、EP6CDTX五個(gè)型號(hào)；第三代有EP6FDTM(即1.6THP)、EP6FDTX、EP8FDT(即1.8THP)三個(gè)型號(hào)。

DS 4S搭載的1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)(圖2)的內(nèi)部代號(hào)為EB2DTSM。

從圖3中可以看出，PSA“E動(dòng)力戰(zhàn)略”包括EC、EP和EB三個(gè)系列，與1.6THP發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)也是PSA“E動(dòng)力戰(zhàn)略”重要的組成部分。另外，這款1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)與其他THP發(fā)動(dòng)一樣，也采用了缸內(nèi)高壓直噴、DVVT雙連續(xù)可變正時(shí)系統(tǒng)、全鋁機(jī)身、廢氣渦輪增壓、變排量機(jī)油泵、分離式水泵等技術(shù)。

當(dāng)然，最重要的是這款1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)雖然排量小，但是其最大功率(轉(zhuǎn)速為5 500r/min時(shí)達(dá)到最大功率100kW)和最大扭矩(轉(zhuǎn)速為1 750～3 500r/min時(shí)達(dá)到最大扭矩230N.m)都相當(dāng)出色，尤其是其最大扭矩已經(jīng)超過了絕大部分2.0L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。1.6THP有“王子發(fā)動(dòng)機(jī)”之稱，因此把1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)稱作“鋼鐵超能小王子”一點(diǎn)也不為過。

1.2THP：多措并舉，靜如處子

DS 4S搭載的1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)排量為1.199L，缸徑為75mm，活塞行程為90.5mm，壓縮比為9.5，采用直列3缸設(shè)計(jì)。讀到這里，相信許多讀者都會(huì)有這樣的疑問：作為一款定位于豪華精致兩廂車，DS 4S為何會(huì)搭載一款3缸發(fā)動(dòng)機(jī)？

在人們傳統(tǒng)印象中，3缸發(fā)動(dòng)機(jī)曾經(jīng)是低端、廉價(jià)、性能不佳的代名詞，人們很容易將3缸發(fā)動(dòng)機(jī)與“抖動(dòng)”、“噪音”、“不平順”等詞匯聯(lián)系到一起。但是，隨著石油資源的日趨緊張、環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，汽車動(dòng)力系統(tǒng)輕量化、緊湊化、節(jié)能環(huán)保已成為汽車廠商越來越重視的新課題，因此小排量的3缸發(fā)動(dòng)機(jī)已開始涌現(xiàn)，如大眾的1.4TSI和福特的Ecoboost 1.0T。

為了讓DS 4S搭載的這款直列3缸1.2THP鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的平順性和較低的噪音，PSA的工程師有針對(duì)性地采取多種措施。如通過采用平衡軸、雙質(zhì)量飛輪、解耦式靜音齒輪、濕式正時(shí)皮帶、超低粘度純合成機(jī)油、活塞和連桿輕量化設(shè)計(jì)、進(jìn)排氣消音以及活塞、活塞環(huán)和氣門挺柱進(jìn)行DLC涂層等，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)NVH。

(1)雙質(zhì)量飛輪

采用雙質(zhì)量飛輪(圖4)是當(dāng)前汽車上隔振減振效果最好的措施。將傳統(tǒng)的飛輪一分為二，它們通過彈簧扭轉(zhuǎn)減振器連接為一體。一部分質(zhì)量裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，用于啟動(dòng)和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，另一部分質(zhì)量裝在變速器內(nèi)，用以提高變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另外，將飛輪分成質(zhì)量不同的兩部分，還能使傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率大幅下降，從而避開發(fā)動(dòng)機(jī)的共振區(qū)，避免共振。同時(shí)，彈簧扭轉(zhuǎn)減振器用來吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩中所包含的變動(dòng)扭矩成分，將平均化的扭矩傳遞給變速器，衰減與扭轉(zhuǎn)有關(guān)的震動(dòng)和噪音。

圖4　雙質(zhì)量飛輪和單平衡軸

(2)單平衡軸設(shè)計(jì)

為了改善3缸發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性，1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)采用了單平衡軸設(shè)計(jì)(圖4)。單平衡軸是一個(gè)裝有偏心重塊，通過齒輪傳動(dòng)隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸，利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動(dòng)，平衡大部分的振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的平衡性，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

(3)解耦式靜音齒輪

由于平衡軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是通過齒輪傳動(dòng)的，因此增加了一組齒輪傳動(dòng)，這又不可避免地增大了噪音，為此，PSA的工程師又采用了解耦式靜音齒輪(圖5)。與傳統(tǒng)齒輪不同，解耦式靜音齒輪由內(nèi)圈、外圈和中間的橡膠三部分組成。內(nèi)圈和外圈為金屬材質(zhì)，通過中間部分的橡膠聯(lián)接在一起。由于橡膠的彈性能夠很好地吸收齒輪在傳動(dòng)過程中內(nèi)、外兩部分金屬產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪音，為發(fā)動(dòng)機(jī)的靜音起到了非常大的作用。另外，PSA的工程師還對(duì)齒輪組的齒形、嚙合間隙進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，讓平衡軸齒輪盡可能接近飛輪以減少振動(dòng)。

圖5　解耦式靜音齒輪

(4)濕式正時(shí)皮帶

DS 4S搭載的這臺(tái)1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)還創(chuàng)新性地采用了一款濕式正時(shí)皮帶(圖6)。正時(shí)皮帶采用了密封設(shè)計(jì)，皮帶底部可以接觸到機(jī)油，能夠很好地潤(rùn)滑齒輪以及皮帶。

另外，為了提高皮帶的耐油性，避免出現(xiàn)皮帶跳齒的現(xiàn)象，這條皮帶還采用了特氟龍涂層。濕式正時(shí)皮帶不僅傳動(dòng)效率更高，而且皮帶的壽命與發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命保持一致，與正時(shí)鏈條一樣，可以做到終身免維護(hù)，不同的是濕式正時(shí)皮帶顯著降低了傳動(dòng)噪音。

圖6　濕式正時(shí)皮帶

(5)DLC涂層

DLC涂層是一種在性質(zhì)上具有與鉆石類似的非晶態(tài)薄膜，因此又叫類金剛石涂層。它由碳元素構(gòu)成，表面呈黑色，顯微硬度大于20N/mm2，表面摩擦系數(shù)僅為0.02～0.1。具有高硬度和高彈性模量，低摩擦系數(shù)，耐磨損以及良好的真空摩擦學(xué)特性。DS 4S搭載的這臺(tái)1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞、活塞環(huán)和氣門挺柱都進(jìn)行DLC涂層處理(圖7)。

圖7　經(jīng)過DLC涂層處理得活塞、活塞環(huán)和氣門挺柱

DS 4S搭載的這臺(tái)1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)，集合了PSA以及寶馬的諸多先進(jìn)技術(shù)，不僅動(dòng)力強(qiáng)勁，滿足了日益嚴(yán)格排放法規(guī)，而且改變了人們對(duì)3缸發(fā)動(dòng)機(jī)不平順、噪音大的看法，用“動(dòng)如脫兔，靜如處子”來形容一點(diǎn)都不過分。