[汽車之家 發(fā)動機(jī)技術(shù)] 就在前不久,上汽通用別克品牌發(fā)布了兩款車型的官圖:別克閱朗和別克GL6,一款緊湊型旅行車和一款緊湊型MPV,這兩款車都是面向家庭用戶開發(fā)而來。說到這里,你可能就想問了:怎么突然間推出了兩款這么“歐洲范”的車型?難道真的是看大眾眼紅了?另外這配備1.0T/1.3T兩款三缸發(fā)動機(jī)是怎么回事?眼不眼紅我不知道,但這兩款三缸發(fā)動機(jī)確實(shí)值得關(guān)注。
○ 小排量三缸趨勢正悄然興起
在這個排量越來越小的時代背景下,不知什么時候,氣缸越來越少竟也成了“流行趨勢”,八缸變六缸,六缸變四缸,四缸變?nèi)祝抑滥愫臀乙粯酉肓那閼,并想知道這三缸究竟抖不抖,但這都是被逼無奈,誰叫“環(huán)保主義戰(zhàn)士們”覺得排量越低越綠色呢?
即便你再接受不了一臺三缸機(jī),你也阻礙不了它們連年獲獎得好評的事實(shí),在這些榮譽(yù)的背后,三缸機(jī)正一步步被市場所接納,更低的排量、更好的燃效與經(jīng)濟(jì)性,比起情懷來說,它更能順應(yīng)現(xiàn)在的大環(huán)境發(fā)展,廠商們也更樂于將它作為研發(fā)重點(diǎn),裝配在各種各樣的小型、緊湊型車上。
○ 上汽通用1.0T/1.3T發(fā)動機(jī)概述
說完這些,我們回到今天的主角:上汽通用1.0T/1.3T三缸發(fā)動機(jī)。作為上汽通用集團(tuán)“2020戰(zhàn)略”的一環(huán),并為了應(yīng)對即將到來的新環(huán)保法規(guī)政策,這兩款發(fā)動機(jī)將陸續(xù)裝配在國內(nèi)的別克和雪佛蘭部分車型上,未來在這個系列當(dāng)中還會有一臺1.3L自然吸氣發(fā)動機(jī)。
按照上汽通用的產(chǎn)品規(guī)劃來看,在2019年左右,上汽通用將全部淘汰掉其現(xiàn)有的1.3L、1.5L和1.4T發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。而從數(shù)據(jù)上來說,全新三缸發(fā)動機(jī)在每一項參數(shù)上都有著一定程度的提高,并在排放和油耗方面也有著一定程度的優(yōu)化。
○ “雙噴射”系統(tǒng)+進(jìn)氣歧管優(yōu)化設(shè)計
看到“雙噴射”系統(tǒng),我們總會第一時間想到“電噴+直噴”這樣的結(jié)構(gòu),然而事實(shí)上,這次裝配在全新三缸發(fā)動機(jī)上的“雙噴射”系統(tǒng),實(shí)際上是一套“雙電噴”系統(tǒng),并非我們認(rèn)知當(dāng)中的混合噴射系統(tǒng)。
放棄直噴的做法似乎不太符合大趨勢發(fā)展,那么他們是出于什么考慮而放棄直噴結(jié)構(gòu)設(shè)計呢?這里就要說到缸內(nèi)直噴的一大特點(diǎn):直噴的最大優(yōu)勢是能夠精準(zhǔn)控制油氣混合比,使得發(fā)動機(jī)在中高轉(zhuǎn)速區(qū)間獲得更好的動力表現(xiàn),但由于直接將汽油霧化噴入氣缸的做法,汽油在蒸發(fā)過程中會吸熱,這樣一來就會存在冷機(jī)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下燃燒不充分問題,進(jìn)而造成積碳,并影響整個發(fā)動機(jī)的可靠性和排放,后期使用成本也會相應(yīng)增高。
而與傳統(tǒng)的單歧管噴嘴噴射相比,雙噴嘴噴射有著更好的霧化效果,并且這樣的設(shè)計可以拓寬噴油量的變化范圍:在怠速情況下實(shí)現(xiàn)與單噴嘴類似的噴油量,而在全功率輸出下卻能夠獲得更多的噴油量。從結(jié)構(gòu)設(shè)計上來說,為達(dá)到類似直噴的發(fā)動機(jī)輸出動力與經(jīng)濟(jì)性,這款發(fā)動機(jī)還縮短了噴油嘴與氣缸的距離。
基于以上幾點(diǎn)考慮,并為了滿足中高轉(zhuǎn)速的供油量,現(xiàn)階段他們改用雙歧管噴射策略,而非直噴。據(jù)工程師介紹稱,下一代三缸發(fā)動機(jī)將在此基礎(chǔ)上添加一套直噴系統(tǒng),而工程師們?nèi)绾慰朔陨线@些由直噴結(jié)構(gòu)帶來的問題,將成為下一代三缸發(fā)動機(jī)的主要研發(fā)核心。
○ 小慣量渦輪+電控內(nèi)泄壓閥
小排量發(fā)動機(jī)的“好基友”是什么?小慣量渦輪絕對算一個。我曾在發(fā)動機(jī)技術(shù)文章當(dāng)中不僅一次的說過關(guān)于小慣量渦輪的優(yōu)缺點(diǎn),總結(jié)起來就是容易推得動,低扭來的快,遲滯小,但滿負(fù)荷增壓效果有限,高轉(zhuǎn)速疲軟,適合城市工況。
○ 雙VVT可變正時調(diào)節(jié)
這不算什么新技術(shù)了,VVT可變正時調(diào)節(jié)技術(shù)在于通過改變凸輪軸正時,實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在不同工況下的能夠擁有更好的燃效和經(jīng)濟(jì)性。
○ 輕量化與熱機(jī)/散熱優(yōu)化
有人會說了,從四缸變?yōu)槿祝侵亓恳欢〞“。直觀上是這么回事,但由四缸變?yōu)槿椎倪^程中,很多零部件并不會因為減缸而變少變輕,所以在發(fā)動機(jī)減重方面,這里也有著一些門道。
發(fā)動機(jī)輕了,不僅對整車輕量化有所幫助,由于這種發(fā)動機(jī)主要裝配在前置前驅(qū)車型上,故更輕的發(fā)動機(jī)可以帶來更輕的車頭重量,理論上在前后重量分配上也有著一定程度的改善,這對于車輛的操控性來說有著一定積極意義。
當(dāng)然,考慮到成本原因,目前該發(fā)動機(jī)還沒有采用集成式封閉水道設(shè)計,但已經(jīng)取消了傳統(tǒng)的缸套設(shè)計,應(yīng)該說未來在熱管理方面還有進(jìn)一步優(yōu)化的空間,以實(shí)現(xiàn)更高的效率。
○ 水路與油泵的優(yōu)化設(shè)計
為了優(yōu)化快速熱機(jī)性能和散熱性能,該發(fā)動機(jī)在缸蓋位置也對其水路進(jìn)行了優(yōu)化,缸蓋水路采用了橫流設(shè)計,這可以實(shí)現(xiàn)更均勻的缸蓋溫度控制,并且在缸體水道位置額外設(shè)置了第二個節(jié)溫器,它在冷機(jī)低溫狀態(tài)下關(guān)閉,配合集成式排氣歧管設(shè)計,實(shí)現(xiàn)更快速的熱機(jī)功能。
○ 噪聲與振動優(yōu)化:NVH水平媲美四缸機(jī)
NVH(噪聲、振動與聲品質(zhì))向來都是三缸發(fā)動機(jī)的短板,如何優(yōu)化好這三方面,對于現(xiàn)在任何一家制造三缸發(fā)動機(jī)的品牌來說都是難題,那么在優(yōu)化NVH方面,上汽通用又是怎么做的呢?
據(jù)工程師透露,以1.3T發(fā)動機(jī)為例,現(xiàn)階段該發(fā)動機(jī)的NVH水平已經(jīng)可以媲美現(xiàn)款上汽通用的1.4T發(fā)動機(jī),但從NVH數(shù)據(jù)來看,這款新三缸發(fā)動機(jī)的NVH性能還暫且超越不了那臺1.4T四缸發(fā)動機(jī),實(shí)際能達(dá)到“差距不大”的水平。至于說實(shí)際NVH表現(xiàn)如何,我們坐等GL6和閱朗的測試,是騾子是馬到時候真相大白了。
總結(jié):
為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的排放油耗法規(guī),從四缸到三缸,這不僅是大勢所趨,每個細(xì)節(jié)都要“斤斤計較”。麻雀雖小但五臟全,現(xiàn)在這個時代的三缸機(jī)早已告別當(dāng)年的面孔,它才是真正濃縮技術(shù)的精華,也是未來各大廠商所要真正比拼技術(shù)的核心擂臺之一。如何解決好小排量高功率、低排放、低功率、較好NVH表現(xiàn)和輕量化,每個點(diǎn)都是值得各大車企一點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)化推敲的細(xì)節(jié)。(文/圖 汽車之家 舒寧)
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