增压阵线联盟 盘点奥迪旗下增压发动机.docx

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增压阵线联盟盘点奥迪旗下增压发动机

增压阵线联盟盘点奥迪旗下增压发动机

有人曾经用“一边是海水，一边是火焰”这句话来形容涡轮增压发动机的特性，而随着发动机的配气技术以及调校方式的日趋成熟，这些原本拥有双重性格的发动机也开始慢慢学会如何理性的控制自己的情绪。

奥迪算得上是最先将增压技术推广开来的高端品牌，纵观其产品线，增压发动机阵营已初具规模。

   时尚的外观再加之下探的价格，奥迪A1及A3轿车给了年轻人接受奥迪品牌的理由，其受众层面因此得以被拓宽，而与之匹配的必然是更青睐于小排量、经济且高效的动力系统，目前你所能接触到的是EA111型号的1.4升涡轮增压直喷发动机（以下均称TFSI），它装配在奥迪A1上，而奥迪A3轿车则有1.8TFSI发动机可以选择，着眼于未来，还将有1.2TFSI发动机的车型面世，正如我们之前的谍照新闻所说的那样。

● 1.2TFSI发动机

   1.2TFSI发动机或许会让你感到有些陌生，其实你也大可不必为此而憧憬着，就在之前我们制作的有关新甲壳虫的选题中，这台1.2升发动机就已经开始与大家慢慢熟络起来，是的，就是这台发动机，它也将搭载于奥迪A1。

   1.2TFSI发动机拥有4个气缸，论排量论体积，它是三款汽油发动机中最小的一个，基于全铝材质发动机以及相关结构轻量化的设计，刨去发动机周边像发电机以及空调压缩机等附件后，发动机本体的重量仅为89.5千克（这对于发动机而言已算得上“精瘦”了），重量的把控在一定程度上也使得发动机的结构受到了影响。

奥迪1.2TFSI发动机参数

气缸排列形式

直列四缸

进气形式

涡轮增压

排量（ml）

1197

缸径（mm）

71.0

行程（mm）

75.6

最大功率（马力/转每分钟）

104/5000

最大扭矩（牛·米/转每分钟）

175/1550~4100

缸盖/缸体材质

铝/铝

特有技术

缸内直喷

   打开发动机舱盖后，隆起的铝制气门室盖在轮廓上只映衬出了一根凸轮轴，资料里也证实了这点。

   在单顶置凸轮轴结构的配气系统中，进气门和排气门之间的关系就好比是绑在了同一条线上的蚂蚱，与那些双凸轮轴结构的配气系统相比，这意味着在进排气的控制上它多少会变得有些捉襟见肘，不过，我个人认为，倒也不必为此而患得患失，结构的精简一方面减轻了重量，另一方面，这对于发动机在运转时的内耗也有着积极的作用，当然，对于绝大多数消费者而言，这样的设计也为他们拉低了购车的门槛，其次，用车的维护费用也会有所降低。

纵然结构精简，但这根凸轮轴还是兼顾了驱动燃油高压泵的重任。

   1.2TFSI发动机的点火系统采用的是集成式点火线圈，这与一汽-大众捷达的点火方式相同，点火线圈将电压提升后，由发动机电脑发出电压分配指令，电能经过缸线传递至相对应的气缸，而在传递的过程中，缸线会使得电能出现一定程度的衰减，从而影响到火花塞的点火性能。

另一方面，当缸线出现老化时，还有可能出现漏电甚至打火的情况，从而存在一定的故障隐患。

相比之下，单缸独立点火的工作状态就显得更稳定些。

目前，一些主流的发动机例如1.4TFSI、2.0TFSI、3.0TFSI等发动机都采用了单缸独立点火系统。

不过，单缸独立点火系统在成本上要高于集成式点火线圈。

   说到了内耗，这台1.2TFSI发动机在细节上的优化也主要围绕着这点进行，例如，使用低预紧张力的活塞环以及优化曲轴轴瓦以降低部件之间相互运动时产生的摩擦。

依据不同工况发动机对润滑的需求来对机油泵的工作状态进行调整，以此来降低不必要的消耗。

   尽快让发动机达到最佳的工作温度也是提高效率的方式之一，1.2TFSI发动机使用的双循环冷却系统采用双节温器控制，对于通过缸体和缸盖不同温度的冷却水产生一个分开的冷却水导向，分别对缸体和缸盖进行大小循环控制。

冷启动时只在缸体内开启小循环，使得缸体快速加热，高的缸体温度有利于减小曲柄连杆机构的摩擦，降低驱动磨损，同时缸盖的大循环并不会受到干涉，因此冷却性能更好，降低了进气温度，同时提高了充气效率。

   我知道，这台1.2TFSI发动机与你所想象的有一定的差距，至少从定位上来看，它与所服役的车型是有着一定差异的，但还是那句话，它可以拉近你和奥迪A1、A3，乃至甲壳虫的距离，当然，我们也有理由期待心中的那台技术含量更高的1.2TFSI发动机的出现，或许，就在第七代大众高尔夫出现之时。

● 1.4TFSI发动机

   这台发动机搭载于奥迪A1和奥迪A3车型中，不过，在国内，它成名于大众第六代高尔夫，以先进动力技术而闻名，从气缸的参数来看，这台发动机不过是在1.2TFSI基础之上扩缸而成（活塞行程同为75.6毫米，缸径由71.0毫米增加到76.5毫米），其实不然，相比于上面介绍的1.2TFSI发动机，它拥有一套更为完善的配气正时机构，发动机电脑可以根据不同的工况对进排气门的开启时刻进行调整，另外，单缸独立点火也让这台1.4TFSI发动机在点火环节优于1.2升排量发动机。

奥迪1.4TFSI发动机参数

气缸排列形式

直列四缸

进气形式

涡轮增压

排量（ml）

1390

缸径（mm）

76.5

行程（mm）

75.6

最大功率（马力/转每分钟）

122/5000

最大扭矩（牛·米/转每分钟）

200/1500~4000

缸盖/缸体材质

铝/铁

特有技术

缸内直喷，双冷却循环

  与上面1.2升发动机相同的是在冷却系统方面，这台发动机同样采用了两套独立的冷却系统：

一套主要用于发动机自身冷却的发动机冷却系统，这套系统中的水泵通过皮带和曲轴相连接，直接靠发动机动力实现冷却液的循环，也可称为主循环；另一套冷却系统主要用于涡轮增压器和增压空气的冷却，是通过电动冷却液循环泵驱动冷却液实现的独立循环系统，也可称为副循环。

   而这套副循环采用的独立电动水泵的冷却系统优势显而易见，由于并不直接通过曲轴的动力进行工作，因此，在调配上会更加灵活，即便是在发动机熄火的状态下，如果增压系统或者发动机本身温度过高，电动水泵将继续维持副循环的正常工作，以便使其温度尽快下降。

   在应对进气冷却方面，1.4TFSI发动机依旧采用了进气歧管处的冷热交换器进行降温，这个装置甚至可以取代中冷器，相比之下，它的体积更小，这对于发动机的结构优化而言起到积极的作用。

   1.4TFSI发动机的可变正时系统可以对进气侧气门进行开启和关闭时刻的调整。

通过电磁阀调整油压，控制安装在进气凸轮轴端的叶片槽式调节器，实现对气门开启和关闭时刻的调整。

   电磁阀根据ECU的指令，通过改变机油液压实现对于内部机油槽阀位置的控制，把提前、滞后、保持不变等压力信号指令转化为输送至叶片槽式调节器中不同油道上的机油压力，通过双油道机油压力差值驱动调节器中的叶片，带动凸轮轴旋转改变进气相位实现气门正时的“提前”或者“滞后”，从而实现气门正时的连续可变。

而1.4升发动机的正时相位调节范围可达20°凸轮轴角或40°曲轴角，为发动机在减少排放和燃油消耗，以及改善动力性能表现上提供了积极的“可变”保障。

● 搭载1.4TFSI发动机的车型

-- 奥迪A1

-- 奥迪A3

   这台EA111型号的1.4升发动机的顶端位置在未来将由EA211发动机所取代，EA211型号的1.4TFSI发动机在技术上更为先进，闭缸技术的引进得以进一步提升该发动机的燃油经济性，但现在，属于它的时代还没来。

● 带有闭缸技术的EA211型号1.4升涡轮增压直喷发动机

   基于大众横置模块化MQB平台而全新研发的代号为EA211的1.4T涡轮增压发动机，与目前大众普遍使用的代号为EA111的1.4T发动机不同的是，它采用了全铝的缸体，因此整机的重量会更小，最为重要的是，技术人员在此基础上加入了一套ACT主动气缸管理系统，可以在一定条件下关闭两个气缸而只由另外两个气缸运行。

◆ 依靠奥迪的AVS系统来实现闭缸

   闭缸技术其实算不上一个全新的技术，克莱斯勒、本田的车型上都拥有此技术，但是目前它主要应用在缸数较多的V6和V8发动机上，而此次将其下放到一台4缸小排量发动机上则尚属首次。

   这台拥有闭缸技术的1.4T发动机应该说很好的借鉴了奥迪的AVS可变气门升程技术，这套AVS系统简单的说就是通过切换两个不同角度的凸轮而实现针对不同工况下对气门升程和正时的改变。

闭缸系统只需要将AVS系统中的高角度凸轮更换成没有升程的凸轮即可，而在奥迪V84.0TFSI上已经应用了此项闭缸技术。

◆ 双缸运行下会导致振动和温度分布不均等问题

   当把这项技术植入到一台四缸发动机后，一个很棘手的问题也就随之而来了——振动。

在中低负荷时，系统会自动关闭2、3缸的进、排气门，只有1、4缸在推动曲轴旋转。

根据四缸机1-3-4-2的做功顺序，在只有两个气缸工作的情况下，发动机的做功间隔角达到了360度，再加上1、4缸工作时是同上同下的，这必然会导致发动机产生较大幅度的振动，从而影响舒适性。

   中间的2、3缸停止了做功，也就不会再产生热量，此时只由机体两端的1、4缸继续工作，这样又导致缸体的温度分布不均，如何应对由此问题产生的缸体变形等一系列问题也是摆在技术人员面前的一道难题。

   这台1.4T发动机最大功率140马力，同时配备stop-start、能量回收技术。

搭载在奥迪A3上0~100公里/小时的加速时间不到8秒。

奥迪针对诸多国家道路行驶状况的调查，确定了一个最优的关闭气缸的时刻，即在发动机1250-4000rpm以及扭矩在25~100牛·米的条件下启动这套闭缸系统。

当驾驶者踩下油门踏板时，关闭的2个气缸将在13-36毫秒内迅速恢复工作，该系统可以智能检测车辆所处的交通环境以及拥堵情况，智能禁用关闭气缸的功能。

驾驶员可从仪表盘的多功能显示器上得知汽车当前是两缸运行还是四缸运行。

◆ 油耗并不会降低一半

   关闭2、3缸以后，可以使新奥迪A3的百公里综合油耗降低0.4L左右，在第三挡或第四挡以50km/h的速度匀速行驶时，其百公里节油量可达1L。

在以五挡70km/h的速度行驶时，该系统也可将百公里油耗降低0.7L。

可以看到，虽然关闭了一半的气缸，但是油耗并不会降低一半。

这是因为不做功的2、3缸依然要随着曲轴继续往复运动，消耗了一部分能量，同时相对复杂的用车环境也导致了发动机不可能经常工作在最具经济性的区间内。

● EA888型号1.8TFSI/2.0TFSI发动机

   EA888型号旗下有1.8升和2.0升两种排量的发动机，二者所使用了相同的技术，只是在排量上有所差别，而在技术方面也基本沿袭了上文中所提到的那些配置，因此，重复的内容在这一部分就不再赘述了。

奥迪1.8TFSI/2.0TFSI发动机参数

气缸排列形式

直列四缸

进气形式

涡轮增压

排量（ml）

1798/1984

缸径（mm）

82.5/82.5

行程（mm）

84.1/92.8

最大功率（马力/转每分钟）

160/4500~6200

180/4000~6000

最大扭矩（牛·米/每分钟）

250/1500~4500

320/1500~3900

缸盖/缸体材质

铝/铁

铝/铁

特有技术

缸内直喷

   虽然同为涡轮增压直喷发动机，但与前面两款发动机不同的是，奥迪所搭载的EA888型号的发动机在排气端，装配了AVS可变气门升程系统，它是通过切换额外安装在凸轮轴上的高角度凸轮来实现增加气门运动行程的，从而排气量得以提高，以此来改善涡轮增压器在低速状态下响应不足的问题。

当发动机转速过度至较高的范围后，AVS系统会把常规的凸轮（角度为30°）切换回来，依靠可变正时系统来调节呼吸，使得进排气的效率维持在一个较均衡的层面上。

现在看来，这项技术的意义远不止于此，向闭缸技术领域的渗透便拓展了这套系统的作用。

●搭载EA888型号发动机的车型

   这两款发动机搭载于奥迪A4L车型，而2.0升排量的发动机则取代了原先搭载于第六代奥迪A6L那台同排量发动机，满足了第七代奥迪A6L入门级车型的需求，在Q系列车型中，该型号发动机同样有所建树。

-- 奥迪A3

-- 奥迪A4L

-- 奥迪A5

-- 奥迪A6L

-- 奥迪Q3

-- 奥迪Q5

●EA113型号2.0T发动机

   EA113型号的2.0 TFSI凭借其宽泛的扭矩输出、优异的平衡性和良好的经济性完美结合，并连续获得06、07和08年的沃德十佳发动机称号。

通过数据的调校，这台2.0TFSI发动机可呈现出不同的状态，其最大功率覆盖了170马力至270马力区间，充分满足了不同定位车型的需要。

奥迪2.0 TFSI DOHC技术参数

排量

1984毫升

气缸排列形式

直列4缸

缸径

82.5毫米

行程

92.8毫米

升功率

63.0千瓦（85.7马力）/升~

100.3千瓦（136.4马力）/升

最高转速

6000rpm

最大功率

170马力（125千瓦）/4300rpm~

271马力（199千瓦）6000rpm

最大扭矩

280牛·米/1800~4200~

350牛·米/2500-5000rpm

特有技术

铝合金缸盖、缸内直喷、双平衡轴

   由凸轮轴控制的高压泵将燃油压入高压共轨管，再由ECU控制直接伸入气缸的喷油嘴喷油，其压力高达110bar。

   以曲轴双倍转速转动的两个平衡轴抵消了发动机内部运动惯性，并保证了高标准的发动机声响效果，这是四缸发动机所能达到的最出色表现

   该四气门缸盖采用低摩擦凸轮滚子挺杆配气机构，气门采用充钠冷却保证其正常的工作温度。

进气歧管中装有进气导向阀门，由一台步进电机调节，这样就可以根据发动机转速及负荷情况恰当地控制空气的流动。

燃料和空气混合气体在燃烧室内均匀分布，可自然提升动力，使得在较大的发动机转速范围内的每个工况点上都能迅速且充分地燃烧。

进气口几何形状与自然吸气式FSI发动机相同，这样能产生更强的旋流，既保证了工作的精确性又能提高防爆震等级，从而提升发动机的工作效率。

因此，涡轮增压发动机的压缩比可达10.5：

1，这个数字原本只有自然吸气的发动机才能达到。

●搭载车型

   EA113系列的2.0TFSI发动机主要搭载在老款的A6L以及奥迪TT车型上。

搭载于不同车型的同一发动机也有不一样的调校，其中，奥迪TTS车型匹配的EA1132.0TFSI是这个发动机阵营中的最强型号,搭载K04涡轮，拥有272马力（199千瓦）/6000rpm的最大功率和350牛·米/2500~5000rpm的最大扭矩。

-- 奥迪A6（C6）

-- 奥迪TTS

● 新技术

   把目光着眼于未来，进一步提高燃油经济性是这一级别发动机较为重要的攻克目标，为了解决燃油直喷系统在喷射方面的缺陷，这台1.8TFSI发动机又将歧管喷射系统重新带回了人们的视线。

   这台全新的1.8TFSI发动机所使用的燃油喷射系统，喷油压力在极限的情况下最高可达到200Bar，而150Bar的最低燃油喷射压力也要高于其它品牌所使用的直喷系统。

喷油压力越高则可以将燃油打的越散，以增大每一滴燃油的燃烧面积，提高燃油的利用率，进而达到省油的目的。

『这张图可以让大家更清楚的了解TFSI发动机的缸盖结构，但图中所展示的是2.8FSIV6发动机右侧缸体的缸盖，对于自然进气发动机而言，AVS系统被布置在进气侧与可变长度的进气歧管相互配合，而4缸的涡轮增压发动机则会把该系统布置在排气侧。

』

   低负荷工况下，安装在进气歧管处的喷油嘴在进气行程时会打开喷孔进行喷油，这个过程与普通多点电喷发动机相同，而在高负荷情况下，直喷系统会全权代理气缸的燃油工作。

为什么是这样的设计？

    缸内直喷系统所运用的分层燃烧技术实现了稀薄燃烧，相比于普通的燃烧技术，其优势在于它可以让混合气在空燃比更高的状态下（燃油少，空气多）完成燃烧，提高燃油效率，不过，这种燃烧技术也会产生一定的副作用，在稀薄燃烧（氧气过量）的工况下，气缸内多余的氧气与气缸内存留的氮比较容易发生强烈的反应形成氮氧化物，它对尾气排放的影响很恶劣，此前，提高三元催化器的能力是弥补这一弊端的重要方式，随之而来的便是制造成本的提升，这种得不偿失的技术在一些人眼中已被划分到鸡肋范畴。

但这样的声音并没有动摇工程师们继续研发分层燃烧技术的决心，他们面临的最重要的问题就是如何从根本上解决分层燃烧技术的劣势。

   从目前来看，加入歧管喷射系统是个不错的方案，它专门用于发动机低负荷的工况，这样，尾气质量以及三元催化器的工作压力都能得到改善。

● 2.5TFSI直列五缸发动机

   国际发动机大奖由76位来自世界各地汽车媒体人组成的评审团选出，在2.0升至2.5升级别中，这台由quattro公司负责开发的2.5TFSI发动机凭借涡轮增压和缸内直喷技术曾先后三次获取殊荣，在评审团看来，搭载了这台发动机的奥迪RS3 Sportback、TTRSCoupe 及 Roadster车型无论是在动力响应上还是在排气的声浪方面都有着别样的表现。

   燃油缸内直喷以及涡轮增压两项主力技术汇集一身的2.5TFSI发动机采用直列五缸结构，其拥有最大340马力（250千瓦）的动力，并且这一峰值数据可以从5400转/分钟持续至6500转/分钟，在扭矩方面，450牛•米的峰值扭矩更是从1600转/分钟可持续至5300转/分钟。

这是一副典型的涡轮增压发动机的参数，不大的排量却可以缔造出如此耀眼的数据。

在不改变机械结构的基础上，仅对发动机电脑数据进行调整，这台发动机的最大输出功率便可提升至473马力（348千瓦）。

●搭载2.5TFSI发动机的车型

   它是奥迪性能车的专属，奥迪RS3和奥迪TTRS车型都在使用它，此外，它装配在奥迪quattro概念车身上也显得恰如其分。

-- 奥迪RS3

-- 奥迪TTRS

-- 奥迪quattro概念车

   为了向经典致敬，在30年后，奥迪基于RS5平台开发出了一款同样名为quattro的概念车，它与老quattro的样子有着明显的不同，车身的外观流露出了强烈的侵略性，随处可见的锋利线条好像是在对被尘封多年而宣泄着不满。

虽然，不同时代下的quattro在外观上是迥异的，但你不能否认它们在属于各自的年代里是杰出的，在它的身上你不太容易能找到与之前车型的雷同的设计，不过，精神的延续则更加可贵。

● 曾经的直列五缸发动机

   这并不是奥迪第一台使用直列五缸结构的发动机，早在奥迪100车型上就曾经搭载过一台五缸汽油发动机，在那时，这台五缸发动机就像现在的2.5TFSI发动机一样特立独行，其所采用的机械燃油喷射系统在技术含量方面远远超过当时盛行的化油器，其中最为重要的一点是可以实现气缸多点喷射，要知道，这对于化油器来说可是天方夜谭，不过，它并没能得到广泛推广，主要原因是它极大的增加了汽油的消耗，因为机械喷射结构对于所有气缸并无法实现有针对的调配，只能局限在喷与不喷间，而当一个气缸需要燃油时，其它气缸也只能被喷油，这样做显然太过“奢侈”，另一个原因在于它的制造成本。

这反而使价格低廉且稳定可靠的化油器喷射系统更受人们的青睐。

不过，这在一定程度上也彰显了奥迪在技术上的开拓精神。

   现在，你还有机会在修理厂碰到这些老车，但面对它们所面临的问题，即便是经验丰富的老师傅也会显得有些束手无策，这并非取决于技艺，因为，与这些车型相对应的配件实在太少了，有时候为了寻找一个合适的密封垫片则要耗费很长时间。

不管怎样，机械喷射系统还是书写了一段历史。

● 3.0TFSI机械增压发动机

   3.0TFSI发动机是奥迪家族唯一一台单独使用机械增压器的发动机（我们所熟知的1.4TFSI发动机也有机械增压和涡轮增压并存的版本），从机械结构以及工作特性来看，它并不存在涡轮增压发动机的烦恼，也无需为动力的衔接而去苦苦追求完美的调校。

这台3.0TFSI机械增压发动机在奥迪A5、A6L、A7、A8以及Q7车型上都在使用。

   为了适应不同车型的定位，这台3.0TFSI发动机的功率调校涵盖了272马力至333马力区间，共4种不同的调校。

例如，低功版奥迪Q7搭载的3.0TFSI的功率为272马力，而高功版的车型所搭载的3.0TFSI发动机的功率为333马力。

   这是一台在2010-2012连续三年入围沃德十佳发动机榜单的发动机，可见奥迪在发动机技术的领域实力强大，333马力的最大功率、440Nm的峰值扭矩，以及高达111hp/L的升功率让这款发动机在同排量车型中鹤立鸡群。

奥迪3.0TFSI发动机参数

气缸排列形式

V型六缸

进气形式

机械增压

排量（ml）

2995

缸径（mm）

84.5

行程（mm）

89

最大功率（马力/转每分钟）

245/5500~6500

333/5500~6500

最大扭矩（牛·米/转每分钟）

440/2900~5300

550/1759~2750

缸盖/缸体材质

铝/铝

特有技术

铝合金缸体、缸内直喷

   此款发动机综合了轻量化、机械增压、缸内直喷等先进技术，使得其不仅是在动力方面有突出表现，燃油经济性方面在轻量化及直喷+均质燃烧的作用下油耗仅为9.5L/100Km。

这是动力性和经济性平衡的完美诠释，难怪连《AMS》（一份德国汽车杂志，中国俗称“车评”）对于这个数据都表示惊讶，称其为“伟大的成就”。

   硅铝合金铸造的曲轴箱和缸体为这台发动机减轻了不少体重，曲轴箱仅有33公斤，包括增压器在内的整机也只有189公斤而已。

   3.0TFSI发动机使用了罗茨式机械增压器，两个四叶旋转活塞可以每分钟2万3千转的速度为发动机提供压缩空气。

在某方面机械增压与涡轮增压相比有天生的优势，靠曲轴驱动的机械增压器可从怠速开始介入且响应速度也较快（涡轮增压靠废气驱动，由于自身转动惯量影响涡轮需要足够的废气才能驱动，加速下的延迟问题也是其最难克服的困难），使得这款发动机在2900rpm-5300rpm转速下获得440牛·米的扭矩。

    机械增压器布置于呈90°夹角的气缸的进气歧管处，显然增压后的进气路径很短，这意味着更快的油门响应。

这款发动机可以轻松达到6500rpm，并在5500rpm时达到333马力（245Kw）的额定功率。

官方资料显示，搭载3.0TFSI的奥迪S5 Coupe 百公里加速时间仅需4.9秒。

● 搭载3.0TFSI发动机的车型

-- 奥迪A4L 50 TFSI quattro

-- 奥迪S5

-- 奥迪A6L 50 TFSI quattro

   这款发动机目前已经广泛应用在大众集团旗下品牌当中，目前奥迪旗下的S5、A6、A7、A8、Q7等车型均分别搭载了不同功率版本的3.0TFSI发动机，过去的4.2FSI产品阵线已经被全面取代。

『奥迪A7和A8L都搭载了3.0TFSI发动机，并且

在A8L上该发动机有两种高低功率不同调校』

-- 奥迪Q7

● 4.0TFSI双涡轮增压发动机

   在法兰克福车展上，奥迪发布了全新奥迪S8、奥迪S7 Sportback、全新奥迪S6和新奥迪S5等多款新一代奥迪S系列车型。

从奥迪车系的命名规则来看，车系前面字母的变化意味着车款的定位以及不去年的同的特性，“S”则代表着车型在原有基础上仅对发动机部分进行提升（更加让人感到热血的RS版车型则会对整车性能进行全面的提升