汽車平臺模塊化相信大家都不陌生了，現在已受到主流汽車廠商的青睞。但又有多少人聽過模塊化發動機平臺？沃爾沃汽車推出了全新的“Drive-E”發動機序列，就是采用模塊化的設計理念，在環保節能與動力性能之間取得了很好的平衡。究竟“Drive-E”發動機序列有哪些技術特點？本文就來做個詳細的介紹。

● “Drive-E”是什么？

目前部分汽車廠商對于自家的技術都有一個名稱作為包裝，例如馬自達的創馳藍天技術（SKYACTIV）、本田的地球夢科技發動機技術（Earth Dreams technology）等等。而“Drive-E”是沃爾沃最新的一系列節能高效技術的總稱，涵蓋了發動機、變速箱、混合動力系統、生產平臺等等。而Drive-E動力總成則包括三個方面，一是全新的模塊化發動機序列（8款發動機），二是由愛信提供的8AT自動變速箱（代號AW TF-81 SC），三是電子隨速轉向系統。

這套全新的模塊化發動機序列（Volvo Engine Architecture），主要想達到的目的是強勁動力和低油耗，其在去年的下半年已海外市場投入，今年也將引入國內。

VEA發動機家族一共包括8臺發動機，即4臺汽油發動機（代號VEP）：T6、T5、T4、T3。4臺柴油發動機（代號VED）：D5、D4、D3、D2，它們有一個共同的特點就是：全為直列四缸，擁有相同的缸徑與沖程，而最先投入使用的是T6、T5和D4三臺發動機，國內最先引入是T5發動機（搭載于XC60上：騎士變芯 試駕沃爾沃XC60 Drive-E T5）。

● 模塊化發動機有何技術特點？

傳統燃油發動機要達到高效動力、節油減排的要求，無非要在這幾方面精耕細作，如高效的增壓系統、更高的燃油效率、高效的熱管理系統、更低的內摩擦損耗、輕量化設計構件、有效的尾氣處理。

1）極高的部件共用性

VEA發動機序列中（包括柴油版和汽油版），都是擁有相同的缸徑和行程的。發動機的部分附件是完成可以互換的，如曲軸、下缸體、油底殼、機油本、發電機等等，而缸體、平衡模塊也接近通用。當然考慮到發動機的性能差別，發動機本體的結構強度設計是有所差別的。

主要包含兩個性能級別，即高功率與中功率級別的發動機和較低性能級別發動機。前者的缸體強度設計是按照柴油發動機峰值燃燒壓力設計，而后者允許峰值壓力值降低為140bar（接近汽油機的水平）。

2）構件輕量化設計

發動機采用高壓鑄鋁缸體，內嵌鑄鐵氣缸套。汽柴油發動機缸體不同的是，柴油發動機的缸體高度更高，缸套強度更強。缸套外層噴涂一層共晶鋁合金來加強鋁基體的基礎，有效提升缸套的圓度從而使得活塞環張力減小。此外，軸承加固件也采用鋁合金進行噴涂。

此外，還通過一系列措施對發動機本體進行減重，如為了降低軸頸的尺寸，曲軸采用鍛鋼來制造；通過采用襯套可以降低活塞銷的直徑；采用更長更輕的連桿等，最終可以降低20%的運動慣量。

3）降低內摩擦損耗

要提高發動機的效率，降低發動機各個運動部件之間的內摩擦也是重要的一環，VEA發動機也進行了一些列的措施進行優化，如通過降低活塞環切張力、活塞環PVD鍍層、珩磨氣缸套、活塞銷表層DLC（類金剛石涂層）等等。此外，氣門挺柱使用了DLC進行涂層處理，與鑄鐵制造的凸輪軸，可以有效降低滑動摩擦。

4）可變流量機油泵

可變流量機油泵，也是目前較為主流的發動機技術，簡單來說就是，可以根據發動機高低負荷的工作狀況，實時調節機油泵的流量輸出，降低損耗。VEA系列發動機的機油泵主要通過電磁閥來控制機油泵的流量輸出，傳感器通過采集發動機轉速、負荷、機油溫度等數據進行實時調節。

5）發動機熱力管理系統

由于汽/柴油發動機工作方式的不同，對于散熱要求的不同，會使得它們的熱管理系統也是有所差異的。汽油發動機裝備了一個400W的電子水泵，可以精準智能控制冷卻水流向，以實現發動機的快速熱機和降低冷摩擦損耗。

柴油發動機采用的則是傳統的機械式水泵（即由皮帶驅動），可以通過水套中的液壓控制閥進行流量的控制。如發動機啟動時，控制閥關閉，水泵驅動的流量就降低，可以實現發動機快速暖機。

另外，柴油發動機也裝備了一個15W的電子水泵作為輔助，主要有兩方面的作用：一來可以從氣缸蓋取水為車廂加熱（提供暖風），二來，可以將冷卻液引至EGR冷卻再循環尾氣，以降低NOX污染物的排放。

6）模塊化增壓實現動力差異化

前面我們說了，VEA發動機序列中，發動機排量都是一樣的，那怎么實現動力差異化？那就是模塊化增壓，即通過配備不同的增壓系統來實現動力的差異化，如高功率版本采用了雙增壓技術（如T6采用機械增壓+渦輪增壓、D4則采用雙渦輪增壓）。

之所以說模塊化增壓，是指VEA發動機序列中，無論汽油或柴油發動機，還是不同功率等級，增壓系統的安裝位置以及主要端口都是相同的，有利于整車安裝的共同性。

T6汽油發動機采用的是機械增壓與渦輪增壓模塊，機械增壓器（羅茨增壓器）是通過離合器進行控制，與一個較大尺寸的渦輪增壓器相配合工作。機械增壓器是直接由發動機驅動的，所以在低速時可以提供快速的響應（彌補渦輪的遲滯），提升扭矩。而當發動機轉速上升后，渦輪其主要作用，機械增壓器也將停止工作。通過兩者的優勢互補，可以實現強勁動力的線性輸出。

D4柴油發動采用的是雙渦輪增壓模塊，兩渦輪采用的是串聯的連接方式，這種增壓方式在2008年上市的2.4L柴油發動機上就已使用，只不過對其進行了進一步優化，采用小尺寸的渦輪也可以使得發動機在低速時也有較好的響應。

7）汽油中置直噴/雙VVT

在缸內直噴系統中，大部分發動機采用的是側裝直噴，而VEA汽油發動機則采用中置直噴（即火花塞以及噴油器都安裝在燃燒室頂部中間），好處就是在起始分層燃燒和催化器加熱方面更勝一籌。

進氣管道中也設計了擾流設計，主要作用是提升進氣與燃油的充分混合，從而提升燃燒效率。而進排氣可變氣門正時（雙VVT），可以讓發動機呼吸更順暢，從而提升發動機的效能。此外，針對不同功率等級的發動機，工程師對冷卻水套、進氣端口、噴霧設計都進行了相應的優化，而通過燃燒室形狀的優化設計，來實現不同的壓縮比。（T5壓縮比為10.5，T6壓縮比為10.3）。

8）i-Art燃油噴射技術

VEA柴油發動機的燃油噴射采用的是閉環油量控制系統，噴射壓力最大達到了2500 bar。這套系統被命名為i-Art智能精準噴射系統，包括了一個油壓傳感器、微型處理器（用于通訊和數據存儲）、電磁控制閥等構件組成。

發動機控制單元可以從油壓數據中計算實際的汽油噴射量，而且實時進行噴射調整。另外，這套噴射氣筒還具備了自動補償老化和磨損的功能，可以確保發動機在壽命期間穩定和可靠地運行。

9）模塊化尾氣后處理

汽油發動機（尤其是直噴發動機）要滿足日益嚴格的排放法規，高效的尾氣處理系統（三元催化器）必不可少。在VEA發動機序列中，尾氣處理系統同樣采用了模塊化的設計理念，所有發動機的渦輪出口與尾氣后處理的入口都在相同的位置點。

沃爾沃模塊化的三元催化器的設計也是非常有特點的，由兩個成90°排列的模塊構成，外圍采用沖壓不銹鋼板焊接而成。這種特別的無管連接的設計，流通損耗極低，而且氣流可以很均勻地通過模塊，提高三元催化器的利用效率。據介紹，這種設計沃爾沃還申請了專利。

● 愛信橫置8AT變速箱

與DRIVE-E動力搭配的是愛信AW的8速自動變速箱，技術成熟可靠，不過與寶馬的縱置8AT不同，沃爾沃采用的是愛信全新開發的橫置8AT變速箱。

據了解，作為沃爾沃DRIVE-E動力總成的重要組成部分，這款8AT變速箱是與發動機模塊化平臺同步開發的，所以它們之間的匹配會更加得默契，這在實車體驗上也感受到了這一點。可以看到，隨著DRIVE-E動力總成的應用，沃爾沃將會成為第一個全面搭載橫置8AT的廠商。

● 模塊化發動機平臺有什么好處？

為了滿足不同級別車型的動力需求，目前汽車廠商常見的做法就是采用不同的排量設計來滿足這種需求，例如本田最新推出的地球夢科技（Earth Dreams Technology）發動機序列，排量就涵蓋了從1.5升到3.5升，以滿足小型車到中大型車的需求。

但沃爾沃采用模塊化理念的VEA發動機序列（8款），均采用了直列四缸的布局形式，擁有相同的缸徑和行程， 通過匹配不同的增壓單元來實現動力上的差異化，此外發動機的大部分部件都可以通用。那工程師模塊設計意義何在？

第一，與汽車平臺模塊化的意義一樣，發動機平臺的模塊化設計，可以使得所有發動機都可以在同一條生產線進行共線生產，也就實現了柔性生產來滿足多元化的市場需求。

第二，模塊化部件的設計，使得發動機性能差異化變得非常簡單。例如你要提升發動機的功率，可能只需更換一下增壓模塊就可以實現。重要的是，如未來工程師研發了新的技術，可以通過模塊的形式導入發動機主體，新技術就能很快得以應用。在發動機與變速箱連接處，也預留好了電機的安裝位置。換句話說，如市場需要，沃爾沃可以很輕松地在這個發動機平臺上開發不同動力的混合動力系統。

第三，在保持高功率的基礎上，排量減少，發動機所占用的空間也減少，那么車前懸部分的設計擁有更大的自由度，對于碰撞安全以及車內空間設計等方面都有重要意義。

總結：相信大家看過我們以往的發動機巡禮文章，對于文中提到的技術名詞（i-Art除外）如缸內直噴、渦輪增壓、機械增壓、VVT可變氣門正時、輕量化低摩擦設計、可變排量機油泵等名詞也并不陌生，DRIVE-E發動機序列就是將時下先進的發動機技術進行融合，最大限度地發掘發動機的潛力，以提高效能，降低排放。

而DRIVE-E發動機序列最大的亮點就是采用模塊化的設計理念，更具前瞻性。發動機部件的模塊化制造生產，使得它具備了很強的擴展能力，可以適應日新月異的市場變化。模塊化發動機序列可以根據需要，更換不同的功能模塊，就可以滿足不同的需求，說得通俗一點，就跟現在組裝電腦一樣。