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    沃德唯一V6靠混动“续命”?技术解析福特3.5T混动系统

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    路咖汽车2021-10-26

    “沃德十佳”评选,过去与中国市场的关系并没有那么大。不过无论是对北美市场“风土人情”的兴趣,还是对动力技术的求知欲,都让这一评选在国内也颇受关注。但是随着全球汽车电气化的趋势深入,“沃德十佳”评选的“全球风”也越来越浓。比如在刚刚揭晓的评选中,上榜的保时捷、Polestar、现代、福特等纯电系统,以及Jeep、宝马等插电式混动,甚至丰田氢燃料电池系统,在国内也都比较熟悉了。

    一向代表“北美风味”的“沃德十佳”,这次居然只有两款纯燃油动力上榜。但一款现代2.5T直列四缸、一款雪佛兰1.3T三缸,这“味儿”相当不正啊。最后,一行“V6”的字眼,犹如沧海遗珠般被找到。3.5T V6发动机同时有混合动力系统加持,搭载在福特F-150身上,这味道好像对了。

    延续14年的3.5T发动机

    福特这台3.5T V6发动机,最早可以追溯到2007年。当时的背景也是为了代替更大排量的V8发动机,尽可能在提供传统6.0L V8自然吸气发动机功率和扭矩的基础上,减少颗粒物和有害气体的排放。只是时过境迁,现在它已经成为一款“大排量”发动机了。

    在第一代福特3.5T发动机上就采用铝制缸体和缸盖,配合高强度钢套和锻钢曲轴等材料,保持发动机的强度和稳定性,并在活塞裙和顶部上进行了低摩擦涂层。另外还采用了双独立可变凸轮轴正时技术,换算约148bar的高压油泵,以及可变叶片的小尺寸涡轮增压器。在2500转左右就能实现最大扭矩,90%的最大扭矩输出在1550-5500转之间。

    正是因为第一代的成功,使得10年之后的2017年,福特才对它进行换代。比如从直喷换成双喷射结构,满足高效燃油喷射的同时,减少进气门的积碳情况。另外,涡轮增压器换成博格华纳生产的“特殊合金”材质叶轮,以及采用电动废气门,进一步降低涡轮迟滞。最后,还为发动机配备了两个主链条系统,并在设计优化的情况下,强化了链条的耐用性。可以看到,第二代结构,很大程度上“修补”了第一代在积碳、正时链条这两个反应较多的问题上。

    60°夹角传统方案,进一步降低油耗

    回到这台3.5T V6混动系统,说它是站在巨人的肩膀上毫不过分。它依旧保持了60°的夹角设计,这在理论上是V6发动机控制震动的“最佳方案”。当然了,这似乎跟之前说120°夹角的时候矛盾了?其实不是的,相对目前欧洲车企强调高性能输出的夹角内侧布置增压器的方案不同。福特这种将两个增压器布置在V型两侧的传统方案,更适合皮卡类这种前仓宽大,工况恶劣的车型。

    新发动机仍然采用双喷射系统,升级的气道喷射加直喷的双喷射系统,目的也是为了减少发动机的积碳情况,以及进一步提升燃油效率。特别是对于混合动力系统而言,经常“停机”的操作特点,让控制积碳变得更加重要。最后是进排气双VVT的运用,这也是时下新款燃油发动机的“必修课”了。该技术根据工况调整控制进气与排气端,实现性能、油耗和排放上的平衡。

    集成在10AT的混合动力

    最后是福特3.5T混动系统的重头戏,即集成在福特自研的10AT变速箱内的混合动力。正是由于这台提供35kW功率输出的驱动电机加持,使得该系统的综合最大功率达到约316kW。这样一来,不仅超过了自家5.0L自然吸气V8发动机的动力输出,而且在电动机的加持下,低速输出、动力迟滞乃至皮卡的拖拽力都有着效果提升。

    当然,1.5kWh的锂电池容量,对于福特F-150来说,简直就是小玩意儿。不过考虑到成本、牵引和载重等因素,福特F-150似乎并不准备提供大容量电池(毕竟已经相对涨了4000美元左右)。这块电池包当然也不可能通过外部充电,而是靠日常驾驶工况下补充电力。不过即便如此,百公里约9.8L的综合油耗表现,对于这样一台庞然大物而言,已经相当出色了。

    电气化在全新福特F-150上的体现还不仅如此,储存的电力不仅可用于驱动车辆,还可以为Pro Power Onboard 功能储备电力。现在对于皮卡以及硬派越野车而言,提供120V或者240V家用电源,似乎不是什么新鲜事。但是全新福特F-150的逆变器具有标准情况下2.4千瓦的容量(约1000美元解锁7.2千瓦),为户外工具提供更强有力的电力保障。

    总结:即使是“沃德十佳”中唯一的V6动力,福特3.5T发动机也需要加上混合动力系统,来更契合时代的变化。这正如当年这台发动机的诞生,就是为了替代自家更大排量自然吸气发动机一样。时代的变化总是这么猝不及防,又势在必行。否则,我们只会更早告别6缸发动机的身影。

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