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本文系商车邦原创

文/晨光

重卡的发动机是纵置还是横置(看扭矩还是看功率)(1)

近期《商车邦》做了斯堪尼亚G410车型的介绍,这款车型是斯堪尼亚品牌在中国市场4x2牵引车的主打车型,这款车采用了13升发动机,其功率只有410马力,但是最大扭矩2150牛米,顿时很多读者搞不明白发动机排量、最大扭矩、最大功率三者之间的关系,为什么13升的发动机才410马力?在此笔者详细讲解如何正确看待柴油发动机的功率和扭矩。

笔者根据多年的重卡整车匹配工作经验总结:“扭矩为王,功率是假的,扭矩是真的。”对于一款整车而言,动力链匹配是一个企业的核心技术,需要根据这辆车实际的运输场景来标定发动机的功率、扭矩、变速箱最高档的速比、后桥速比等,在满足动力性各项需求的同时,保持最佳的经济性。发动机最大扭矩点在加速、爬坡当中经常用到,而发动机最大功率点只有把车辆开到120km/h、发动机1900r/min时才能体现,此时车辆处于极其危险的超速状态,并且已经违反了国家道路限速要求。

因此,不能仅仅看发动机的功率。举例来说,某公司最新推出的重卡最大功率400马力,表面上看与斯堪尼亚G410车型只差了10马力(2.5%),但是前者扭矩只有1710牛米,与后者2150牛米则相差了440牛米(25.7%),这是因为前者使用9.5升发动机,其扭矩和功率已经达到了这款发动机标定的极限。根据客户使用反馈,这款车开着没有劲,尤其是超车加速时提速太慢,很难在高速上超车。

笔者查询了国内主流的13升发动机,扭矩通常在2100-2350牛米之间,但是功率可以从420马力分布到550马力。相对而言发动机功率的变化率远远大于扭矩的变化率,这是因为发动机的功率是标定出来,通过提高转速以实现最大功率;而最大扭矩是排量决定的,很难通过标定来大幅提升。目前整个重卡行业发展的趋势是大排量大扭矩,扭矩增大的第一优势是节油。笔者之前与美国康明斯的超级卡车项目组进行交流,对方的工作经验为:美国超级卡车节油路线为大马力大扭矩 直接挡 小速比车桥;转速每降低100转可节油1%;一辆49吨、以80km/h匀速行驶的重卡列车,其发动机输出功率为270-300马力,扭矩输出大约为1400-1600牛米。为了达到高速巡航最省油的状态,通常变速箱最高档为直接挡(速比1.0),其传动效率能够达到99%以上(采埃孚自动变速箱为99.6%),相当于一根刚性传动轴直接将发动机动力输出给后桥。根据以下公式计算,当重卡以80km/h速度巡航时,后桥速比为3.7,则转速为1509r/min,若后桥速比为2.7则转速为1101r/min,因此后者能比前者省油近4%。在美国超级卡车研发当中已经应用到2.2速比后桥,则1000r/min最大扭矩点时就能达到89km/h。因此在美国高速公路上重卡通常行驶速度超过90 km/h。笔者曾经拜访过一个斯堪尼亚G410车型的客户,对方做快递物流,由于是轻抛货物,120方的箱子货物只有11吨重,后桥速比2.7,百公里油耗仅仅为23升。由于整车没有达到满载工况,则发动机的扭矩保持在很低的水平,属于大马拉小车的工况,则发动机的寿命可以达到200万公里以上。

重卡的发动机是纵置还是横置(看扭矩还是看功率)(2)

发动机扭矩增大之后第二个优势是加速性能提升。加速性能分为起动加速、40 -80km/h加速、70 -90km/h加速三种情况。其实起动加速对于客户而言并不重要,通常都是慢慢加速以减少油耗;40 -80km/h加速的工况是指车辆从高速公路匝道进入到主道后的加速,由于中国的高速公路匝道进入主道的加速段只有不到300米,只能满足小轿车的加速需求,而重卡无法在不到300米之内从40km/h加速到80km/h再并入主道,这就存在巨大的安全隐患。很多事故就是前者加速不上来就并入主道,而后车没有及时减速避让导致严重的追尾事故。因此客户非常看重40 -80km/h加速性能;70 -90km/h加速是指超车加速,根据高速公路行车要求,重型卡车必须在外侧车道行驶,如果前方遇见一个60-70km/h速度行驶的重卡,则严重影响了后车的行驶速度,很多重卡司机必须抓住机会进入内侧车道进行超车,此时就需要70 -90km/h加速能力,快速提速超过去,又不能长时间占用内侧车道。

重卡的发动机是纵置还是横置(看扭矩还是看功率)(3)

发动机扭矩增大之后第三个优势是爬坡效率提升。爬坡有两种方式,第一种为冲坡,对于短坡和缓坡在前方车辆稀少的情况下提前加速到90km/h以上,以巨大的惯性进行冲坡,这样无需换挡减轻驾驶员的劳动强度。第二种是爬长坡,首选进行冲坡,当速度严重下降动力不足时,则再逐次降低档位进行爬坡,相对而言扭矩大的发动机换挡次数降低40%,在山区行驶的平均速度能大幅提升。因此西南地区的重卡客户都愿意选择13升的发动机。另外大排量发动机采用缸内制动后其刹车功率可达到300-400马力,提升了整车的安全性能。

厂家对发动机的标定通常会分为两到三个档,例如一汽解放J6P车型匹配的11升发动机分420马力(1900牛米)和460马力(2100牛米)两个档;奔驰重卡的OM471发动机分420马力(2100牛米)、450马力(2200牛米)、480马力(2300牛米)三个档。笔者进行调研发现,目前中国重卡市场上销售的发动机功率集中在420-450马力区间,解放J6P420马力车型的销量占全系列的三分之一,大排量大扭矩小功率已经成为行业发展的主流。再看中国进口的重卡,奔驰、斯堪尼亚、MAN的主流车型其功率都在500马力以下。

因此笔者提醒各位车主,没有最好的只有最合适的,必须根据自己的实际运输工况来选择发动机的功率和扭矩,没有必要在功率这个指标上盲目攀比。反之性能过剩就会造成购车成本浪费,从TCO的角度而言是最大的忌讳。

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