阿斯顿马丁别具特色的Vulcan车型输出功率可达600 kW（805 hp），定价150万英镑。该车驰骋于法国南部的保罗理查德高科技测试赛道时，视野和音效都令人叹为观止。同样令人惊叹的是，该款超级跑车搭载了一个塑料容器，外观质朴，却有望为发动机润滑油技术和服务带来飞跃性的进步。

 

Nexcel油箱由嘉实多研发，是一款更换式单体机油箱和过滤器，与动力总成实现集成。不仅如此，该油箱还有几大主要优势，如90秒完整更换机油；摩擦损失降低；二氧化碳排量“显著”降低；定制的、精密制造的机油，使用简易，适用于特定的发动机；以及卓越的可持续性。

 

该油箱的测试项目使用的车型是超高性能的奢华尊享（将仅仅生产24辆）Vulcan。测试展示了高难度技术进步，收获了巨大成功。嘉实多Nexcel首席工程师Oliver Taylor告诉《汽车工程杂志》：“我们预计，两到五年内，量产的公路用车将装配Nexcel油箱，之后会实现大规模应用。Vulcan测试之后，我们的技术研发将进入实施阶段。”

 

他预计，2020年到2025年，大多数的量产车都会使用该系统。除了Vulcan的V12车型，Nexcel油箱也在其他很多汽车发动机中进行了测试。

 

整车厂青睐概念车

 

Nexcel油箱也面临一大挑战。在量产车中，该油箱容量一般在3.0 L到5.0 L中间变化，这可能会带来发动机舱的包装难题。但嘉实多正在竭力设计、并打造合适的解决方案。并且，理想的情况是，将Nexcel集成到概念车和新发动机（或者车辆）的最初设计阶段，以适应管道、电子装置和整体空间；如果需要改变当前大规模量产的发动机那将带来制造和成本的挑战。

 

但整车厂反映良好，发动机制造商高度认可，因此，嘉实多对Nexcel的未来充满信心。

 

 “Nexcel是完全密封的，里面包括机油及机滤。它的出现，也标志着传统的机油更换方式就此终结，”Taylor解释道。该项目的设计灵感来自于一场四年前的头脑风暴，当时，集合了公司在全球的50个强大创新团队。他认为设计、研发和系统制造对于汽车产业来说是非常重要的，但当时，将这些问题当做核心议题的主要是公司的英国工厂。

 

在量产车里，Nexcel油箱将被置于一个“对接”区域，临近发动机组。油箱集成了电子装置，与汽车的CAN总线和发动机管理系统对接，不但可以监测可用机油量和质量（确保其等级和规格符合车辆要求），还可以评估机油的剩余可用时长。

 

 “这种技术有望确保‘精密润滑油’成为可能，”Taylor表示。“一旦汽车的预定服务启动，可以通过车载菜单选定‘服务模式’，一个小电泵可以将机油从油箱底壳输入油箱。整个过程持续约30秒。完成后，装有机滤的油箱可以与车辆断开连接。”

 

 “只要把装有新润滑油和机滤的新油箱置于对接位置，液压管会通过油箱底部的机械干断阀门连接，一条液压管会连到油箱底壳，还有两条液压管会连到回油孔。这就是完整过程，仅用时90秒。”

 

摩擦学仿真是关键

 

系统使用的精密润滑油是该技术中非常重要的一方面，Taylor强调道。因为精密润滑油很可能会减小磨损和二氧化碳排量：“整车厂对于该系统可以带来的全面的优势非常感兴趣。”

 

为了更好地了解降低磨损带来的好处，他花了七年时间学习相关知识，特别是详尽的摩擦学仿真设计，以及润滑油系统如何提升燃油经济性。

 

 “发动机的设计灵活多样，我们也知道有不同的表面处理方法、材料、以及轴承类型，所有这些都与发动机润滑油以不同的方式相互作用，”Taylor解释道。“为了达到特定发动机的最低摩擦，我们需要及其特殊的润滑油，专门为特殊应用和工作循环打造，以便进一步降低碳排放。”

 

热管理也支持更低排放。可以用电动油箱泵，确保冷启动时有精确数量的机油（发动机需要的最小安全数量），而其余机油储存在油箱里。这样可以保证机油和整体系统加热速度更快；Taylor表示，“完成预热后的发动机是非常高效的。”

 

系统在常规和干油底发动机中都可以工作，阿斯顿马丁的Vulcan配有一个干油底壳。

 

目前，对于二氧化碳减排方面的进步，Taylor非常审慎，并未给出具体的量化数据。但他表示，“从统计学的角度看，数据是非常可观的。”

 

为了促进可持续性的深入发展，嘉实多正在研发一个新体系，可以将油箱送至服务中心或者消费者商店，也可以从这些地方取回油箱。今后，嘉实多也将推广一种反物流模型，可以实现交付新油箱，并收集使用过的油箱，用于再处理，以便达到Taylor所说的“原装”质量，可以在类似发动机中再次使用。油箱会经过“多次”拆卸，清洗，装配新过滤器，再次充满，以及配送的过程。

 

他表示，Nexcel使用的机油根据特定的粘度等级进行分离和收集，“比现在的情况高效的多”。

 

严格的测试制度

 

Nexel是否会给终端用户（车主）增加成本？Taylor表示，大多数新技术的确会增加资本成本，但效率的提升可以抵消成本的增加。

 

嘉实多的Nexcel设计目标之一是，希望Nexcel的成本可以与普通机油更换服务成本持平，同时车辆也无需起重，这是附加效益。

 

Vulcan测试的是Nexcel油箱研发的最后几个阶段之一。在一个小规模投产（24辆）的车型中使用Nexcel，嘉实多和阿斯顿马丁可以进行更为密切的监测。

 

阿斯顿马丁特殊产品和赛车运动总监David King表示，Vulcan配有一个干油底壳润滑油系统，因此，只需用Nexcel油箱替代车辆原来配置的油箱，再对CAN总线做一些管道和连接处理就可以了。阿斯顿马丁也将为此制定非常严格的测试制度。

 

 “我们希望确保Nexcel系统在所有极端的测试环境中都能正常工作，” King表示。“包括在赛道的极端重力条件下的机油处理，极端加速和减速（最高可达1.8 g）的影响，以及振动和通气的影响，还有从特定的干油底壳系统经过Nexcel油箱的高机油流速。” 测试中流速最高达到600 L/min，是普通汽车发动机的10到20倍。

 

在进行真实的赛道测试之前，Nexcel经过了一系列成本高昂的实验室模拟，包括重力影响、耐久性试验、以及与普通系统的对比。King表示：“实验结果显示，我们的Nexcel油箱的性能不输普通油箱，在很多情况下，还要优于普通油箱。我们认为，将来Nexcel有潜力实现更大规模的车辆应用，所以我们才用Vulcan对其进行了测试。我认为，这是一种非凡的技术，我们是第一个将这项技术投入市场的企业！”

 

Vulcan最高时速可达320 km/h（200 mph）。现在，该车型的所有配置，包括机油更换设计，都彰显了速度与高效的特点。

作者：Stuart Birch
来源：SAE《汽车工程杂志》
翻译：SAE 上海办公室