[汽车之家 技术] 曾经风光无限的大排量发动机在欧洲越来越严格的排放法规（尤其是二氧化碳排放限值）面前不得不纷纷低头，不过欧洲的厂商们并没有犹豫太久，他们很快就拿出了新的解决方案——用排量更小的V8增压发动机来取代之前的大排量自然吸气V8或V10发动机。德国ABB(Audi Benz BMW)在这个节骨眼儿上又默契地走到了一起，于是，V8“新三样”的序幕就此拉开。
● 奥迪4.0TFSI发动机
——主要技术：基于AVS实现的可变排量技术、双涡轮增压+缸内直喷、启停系统、创新热管理系统、主动悬置及ANC有源噪声控制等
——装备车型：S6、S7、S8
作为奥迪S系列车型列装的发动机，其必然拥有傲人的动力数据，这台90°夹角的4.0升V8 TFSI发动机拥有高低功率两种不同版本的调校：在奥迪S6（含旅行版）、S7车型上搭载的是低功率版，拥有420马力（309千瓦）的最大功率和550牛·米的最大扭矩，而S8车型搭载的高功率版本可输出520马力（382千瓦），扭矩也达到了650牛·米，轻松超越了上一代使用5.2升V10自然吸气发动机的S8车型，当然，超过新一代W12车型也自然不在话下。与发动机匹配的是7速Stronic双离合变速箱或8速自动变速箱。而未来这台4.0TFSI还将应用到宾利欧陆GT上。
『S6/S6 Avant以及S7都将搭载4.0TFSI发动机』
这台发动机采用硅铝合金铸造缸体，由于硅含量的提升而提升了气缸壁的耐磨损程度，极其紧凑的布局使其长度仅497毫米，能够刚好安置在前轴上方，更好的优化了前后轴荷重分配。
『S8搭载的是高功率版本的4.0TFSI发动机
520马力的漂亮数据已经超越了老款上面的5.2V10』
『高功率版本4.0TFSI发动机的工况图』
当然，强劲的动力并不是这台4.0TFSI双涡轮增压发动机的所有卖点，它之所以引人注目，还因为它搭载了诸多奥迪最新推出的先进技术，“cylinder on demand system”便是其中之一。
这套“cylinder on demand system”可以理解为按需气缸管理系统，顾名思义，是一套依靠对车辆动力需求（发动机负荷）的判断，来对发动机的工况进行相应调整的系统。在发动机负荷较低的情况下，系统会关闭发动机的4个气缸，使发动机仅以4个气缸来工作，这其实就是我们比较熟悉的“可变排量控制系统”，在不同的厂商，它有多种不同的叫法，“VCM、MDS、AFM”等等...在奔驰、本田、通用、克莱斯勒等品牌的产品上都有这种通过关闭气缸来节约能耗的技术。
在实现手段上，“cylinder on demand system”也与其它厂商的方法大同小异，它的实现是依靠升级版的奥迪可变气门升程控制系统--“AVS”，在其凸轮轴增加了一套“零升程”的凸轮而实现的。当切换到这套“零升程”凸轮时，凸轮轴将无法驱动气门运动，2、3、5、8四个气缸的进排气门便处于关闭状态。（奥迪的V8气缸编号不同于常规的“左侧1357右侧2468”、而是左侧1234，右侧5678，关闭2358气缸时，发动机相当于一台V4发动机。）
而这台4.0TFSI的厉害之处在于，它是第一款可变排量的涡轮增压发动机！双涡轮增压器采用了双流道设计，1467缸体使用一个涡轮，2358缸体使用一个涡轮，这样一来，当发动机关闭4个气缸时，剩下的四个气缸就变成了一台2.0升排量的V4涡轮增压发动机！大家可以想象一下它的进排气布局要多么复杂和纠结。在气缸停用的状态下，ECU会根据车辆负载和发动机工况使动力输出在V8状态的25-40%之间灵活变化，换句话说就是扭矩输出可以在120牛·米-250牛·米之间变化。
要实现关闭气缸运行，需要发动机的工况满足以下诸多条件：第一是发动机的转速高于怠速，在960~3500rpm之间，发动机输出扭矩在峰值扭矩的25%~40%之间，，其次冷却液的温度要高于30℃，而且变速箱的挡位要处在3挡以上。而变速箱的“运动模式”并不会影响“cylinder on demand”系统的工作。
在即将登场的新“S”系列奥迪车型上，将会全部搭载“start-stop”智能启停系统，进一步提升产品的经济性表现，它帮助奥迪产品减少的二氧化碳排放量高达24克/公里。“cylinder on demand”与智能启停联合作用使发动机整体经济性提升12%，平均油耗可达10升/100公里甚至更低。
编辑点评：
除了可变排量的气缸管理技术之外，这台全新的4.0TFSI双涡轮增压发动机还有诸多技术亮点，比如主动的发动机悬置系统---进一步减少车厢的震动，提升舒适性；减少活塞往复阻力的DLC类金刚石碳涂层、更高效的发动机热管理系统等等，车载的B&O音响系统还能够实现ANC主动降噪的功能（通过声波叠加干涉消除噪音），使得这台双涡轮增压V8发动机在平顺性、经济性和动力性能方面都能拿出优越的表现。无论是技术实力还是动力表现，我想这台发动机都完全有实力出现在2013年“沃德十佳发动机”的榜单上（点击查看2012年沃德十佳发动机详解）。
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● 奔驰4.7排量V8双涡轮增压发动机
——主要技术：双涡轮增压、缸内直喷、热循环管理、怠速启停
——装备车型：S级、CL级、CLS级
面对欧洲越来越苛刻的排放标准，具备百年造车史的奔驰也坐不住了，不再坚持大排量自然吸气或者机械增压的技术路线，推出了采用BlueEFFICIENCY技术的4.7升（4662毫升）V8双涡轮增压直喷发动机，这台编号为M278的发动机最先搭载于S500L CGI、海外版的CL500 BlueEFFICIENCY和CLS500（参数调至300千瓦和600牛•米）等车型，随后还将使用在E级等车型上。
从参数上看，这台发动机缸径、冲程分别为92.9、86.0毫米，压缩比为10.5，可以在5250转时实现435马力（320千瓦）的最大功率，而峰值扭矩700牛•米则在1800转到3500转之间输出。目前和它搭配的是在奔驰经典的7G-TRONIC 七速自动变速器基础上改进的7G-TRONIC PLUS增强型变速器，在这套动力组合的推动下，以海外版本的CL 500 BlueEFFICIENCY车型为例，其0-100公里/小时的加速时间从换发动机之前的5.4秒提升到了4.9秒，其动力性能的提升显而易见。而对于重量超过两吨的S500L CGI来说，其百公里加速成绩也跑到了5秒，可见这台发动机的强劲。
奔驰这台新的4.7排量V8双涡轮增压发动机采用了不少轻质材料（如镁合金部件），同时还使用了低阻力活塞、活塞环、汽缸衬套等部件，降低了运转机件的惯量和阻力，加上优化的进排气系统，让发动机的运转更为顺畅。值得一提的是奔驰新V8发动机的第三代直喷系统，结合压电式喷油嘴，它可以在毫秒级的间隔内执行多次点火，达到更佳的燃烧效率。
这台新V8发动机还引入了更高效的机油泵与空调压缩机，以及奔驰全新开发的三级式热循环控制管理系统，不仅如此，这套排量超过4.5升的动力系统也包含了ECO怠速启停装置以及发电机管理系统，更符合BlueEFFICIENCY追求高效率的整体技术要求。
在各种轻量化和优化技术的帮助下，加上涡轮增压和缸内直喷技术带来的高效率，搭载于新S500L CGI的4.7排量V8发动机具备了更佳的燃油经济性，它的百公里油耗可以达到10.5升的水平（比此前奔驰的同级发动机经济性提升了20%左右），这意味着它的每公里平均二氧化碳排放量达到了244克，在动力性得到进一步提升的同时，更好满足了欧洲的排放标准，这可以说是非常难得的。
编辑点评：
AMG系列车型上那台6.2排量被新的5.5排量V8涡轮增压发动机所取代可能会让很多钟情于大排量自然吸气发动机的拥趸感觉遗憾，不过这台4.7升V8双涡轮增压发动机的出现可以说让大家眼前一亮，无论是动力还是经济性它都显得无可挑剔，这台发动机的高效率和新技术的引入也让奔驰具备了在这个级别更大的自由发挥空间。
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● 宝马4.4升双涡轮增压发动机（S63B44B）
——主要技术：Valvetronic电子气门、双涡管技术、缸内直喷
——装备车型：X5M、X6M、M5
曾经搭载于BMW M5（E60）上的自然吸气V10发动机已然“长眠”，而我对它的评价就是一台用F1的尖端科技武装起来的民用高性能发动机。虽然它完全满足BMW对M系车型在动力方面的诉求，但是它却不太符合BMW所提倡的高效动力策略，无论在油耗还是排放水平上都已跟不上“新时代”的步伐。同时较大的体型和重量也不利于讲求极致操控的M车型的前后重量配比。这样一看，它的退出也只是时间问题，即使它多次荣获世界最佳发动机大奖。
『S63B44双涡轮增压V8发动机搭载在2012款M5上 取代了老的自然吸气V10』
此后，BMW推出了V10的继任者——一台双涡轮增压V8发动机，同时BMW将这款V8发动机分成两个版本，一台是搭载于750Li、X5等车型上的“温和派”——代号N63B44，另一个则是用于X5M、X6M、M5上的“激进派”——代号S63B44。这两款发动机在排量、缸径、冲程上都丝毫不差，但是具体到所应用的技术以及调校不同所带来的性能差异则是显而易见的。
『在宝马750i、系上装备的代号为N63B44的双涡轮增压发动机』
从V10到V8，表面上看只是少了两个气缸，但由表及里会影响到发动机的振动、动力的输出特性、空间结构的布局等等，好在BMW在发动机领域，特别是V8有着自己的见解，因为在上个世纪50年代，BMW就推出了世界首款采用轻质合金材料的V8发动机。
这款V8发动机的排量为2.6L，采用了离心铸造技术的湿式缸套，同时通过工程人员的巧妙设计，发动机在冷态和热态情况下实现了气门间隙的自动补偿。配备的两个化油器使其最大功率达到了100马力，这样的数据在刚经历过战争的欧洲已然十分出色。
时隔半个世纪后的1998年，BMW重启了它的V8之路，将一台代号为S62B50的自然吸气V8发动机搭载在当时的M5（E39）和Z8车型上，最大功率400马力，可以说它是一款偏向于高转速的性能机器，突破5000rpm以后，动力依然疯狂。不过随着新一代5系（E60）以及M5的推出，M-Power的最新的力作——代号为S85B50的V10发动机也浮出了水面。
回顾历史之后，当今天BMW的双涡轮增压V8发动机面世时，它的技术和实力，我想理应不容置疑。这台S63B44发动机最早搭载于10款的X5M和X6M上，在两个涡轮以及1.2bar高增压值的设定下，输出功率达到了555Ps/6000rpm，最大扭矩为680N·m/1500-5650rpm。在推动体重达到2.3吨的X5M时，仅需不到5秒即可破100km/h。
为了得到更宽泛的峰值扭矩输出转速，特别是考虑到低转速区间的动力特性，BMW为此采用双涡管技术来降低峰值扭矩时的发动机转速，同时配合Double VANOS（双可变气门正时）和Valvetronic（电子气门）技术，让发动机的动力输出更顺畅连绵，缸内直喷技术以及10:1的压缩比提升了燃油使用效率。
12款M5（F10）上的V8发动机，最大功率相比10款的X5M增加了5马力，扭矩则没变。对于M系车型，持续的大马力输出对发动机的散热系统是个巨大的考验，因而工程人员设计了单独的机油冷却器，单独用于涡轮增压器的水冷系统，同时采用水冷方式的中冷器来减小周围环境对进气温度的影响。
编辑点评：
从V10到V8，从自然吸气到涡轮增压，BMW通过一些列技术手段不断满足M系车型对动力的极度渴望，然而同时也要满足日益严格的排放法规的要求，要同时符合这两个看似矛盾的必要条件，唯有依托技术创新和精湛的制造工艺，双涡轮增压V8发动机也将是未来一段时间内，BMW高端车型上的主力。（文/汽车之家 范鑫 侯杰 冯景毅）
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