[汽車之家 發(fā)動機技術(shù)] 中國品牌近些年在發(fā)動機技術(shù)上的進(jìn)步有目共睹:從之前逆向甚至直接采購現(xiàn)成的發(fā)動機總成,到開始正向自研,如今已經(jīng)逐漸趕上了世界先進(jìn)水平。作為“傳統(tǒng)”汽車上最為復(fù)雜,技術(shù)含量最高的零部件,發(fā)動機先進(jìn)與否,很大程度上代表了這家企業(yè)的技術(shù)實力。由于政策引導(dǎo)和旗下產(chǎn)品定位的關(guān)系,目前大部分中國品牌企業(yè)都將注意力集中在了1.5T發(fā)動機的研發(fā)上,近些年也不斷涌現(xiàn)出了不少表現(xiàn)出色的機型,而至于排氣量2.0L甚至更大體量的發(fā)動機,則是下一階段不少企業(yè)研發(fā)的重點。此次上汽就向我們展示了旗下“藍(lán)芯”系列發(fā)動機的第二代產(chǎn)品,搭載在iMAX8上面的2.0T發(fā)動機,接下來我們就看看這臺發(fā)動機有何過人之處。
30秒了解上汽新款2.0T發(fā)動機亮點:
1、2.0T發(fā)動機系上汽“藍(lán)芯”系列發(fā)動機第二代的首款產(chǎn)品,達(dá)到了國VI(b)的排放標(biāo)準(zhǔn);
2、在諸多新技術(shù)的加持下,熱效率達(dá)到了39.52%,同時兼顧了動力性能;
3、發(fā)動機采用了米勒循環(huán)、可變氣門升程、350Bar直噴、平衡軸以及輕量化和靜音設(shè)計,綜合性能突出。
“藍(lán)芯”是上汽自主研發(fā)發(fā)動機序列的名稱,第一代“藍(lán)芯”產(chǎn)品誕生于2015年,當(dāng)時的MGE與SGE系列發(fā)動機是上汽與通用聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品,因此在技術(shù)上與通用系產(chǎn)品設(shè)計理念類似。諸如采用了中置直噴結(jié)構(gòu)、雙VVT、鋁合金缸體等等。關(guān)于第一代MGE發(fā)動機,我們也做了細(xì)致的解析,有興趣的讀者可以看這里:8秒破百的底氣 解析上汽2.0T發(fā)動機。而此次亮相的第二代“藍(lán)芯”發(fā)動機,則是上汽發(fā)動機研發(fā)團隊自2016年起,從零開始完全自主研發(fā)的,并且如今許多先進(jìn)的發(fā)動機設(shè)計理念在這臺發(fā)動機上都有體現(xiàn),從發(fā)動機參數(shù)上來說也做到了同級別的第一梯隊,尤其是如今業(yè)內(nèi)和消費者都十分關(guān)注的熱效率上,這臺發(fā)動機最高達(dá)到了39.52%。除了尚未量產(chǎn)的廣汽2.0ATK之外,它可以說是目前量產(chǎn)熱效率最高的2.0T汽油發(fā)動機。
上汽全新一代2.0T發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù) | |
結(jié)構(gòu)形式 | 直列四缸 |
缸徑×沖程(mm) | 82.5×92.9 |
排量(mL) | 1986 |
壓縮比 | 11.5 |
最大功率(kW/rpm) | 172/5000~5500 |
最大扭矩(Nm/rpm) | 360/1500~4000 |
最高有效熱效率 | 39.52% |
排放標(biāo)準(zhǔn) | 國VI(b) |
能達(dá)到這樣的數(shù)據(jù)一方面得益于如今供應(yīng)商體系的技術(shù)進(jìn)步,更重要的則是研發(fā)團隊對于發(fā)動機設(shè)計的挖潛。首先在基本理念上,這款發(fā)動機采用了VVL(可變氣門升程)技術(shù)配合11.5的高物理壓縮比,來實現(xiàn)米勒/奧托循環(huán)的切換,在廢氣渦輪增壓技術(shù)的加持下,實現(xiàn)了高熱效率與高動力輸出兼顧的效果。而這樣的理念與如今在大眾及奧迪車系上廣泛使用的EA888 3B系列(也就是低功版2.0T)發(fā)動機不謀而合。當(dāng)然,在參數(shù)上上汽的這款發(fā)動機更勝一籌。
發(fā)揮出每一滴燃油的能量
米勒循環(huán)是近期在渦輪增壓發(fā)動機上廣泛使用的一項技術(shù)手段。它通過改變進(jìn)氣門關(guān)閉時間,來降低發(fā)動機在進(jìn)氣階段的進(jìn)氣量,從而實現(xiàn)實際壓縮比小于物理壓縮比,而在做工階段氣缸膨脹比不變,這樣一來就能夠顯著提升燃油效率。
換言之,我們也可以將這套系統(tǒng)理解為另一種可變壓縮比技術(shù),不過VVL系統(tǒng)改變的是實際壓縮比而已。業(yè)內(nèi)將這樣的方式稱為深度米勒循環(huán),即通過氣門升程可以控制發(fā)動機的負(fù)載,在米勒循環(huán)下,節(jié)氣門可以盡可能保持最大開啟狀態(tài),從而降低發(fā)動機的泵氣損失,進(jìn)一步提升了效率。
另外提升熱效率的有效方式則是有效控制氣缸內(nèi)混合氣體的燃燒。上汽這款發(fā)動機首先采用了來自博世的350Bar高壓燃油直噴系統(tǒng),這也是如今國內(nèi)先進(jìn)發(fā)動機的標(biāo)準(zhǔn)配置。它可以實現(xiàn)更好的燃油霧化效果,并且高壓油軌由上一代MGE發(fā)動機的頂置結(jié)構(gòu)改為了側(cè)置,這樣做配合經(jīng)過改進(jìn)的進(jìn)氣氣道以及燃燒室結(jié)構(gòu),可以更好地實現(xiàn)高滾流比,從而實現(xiàn)高速燃燒來提升燃油的利用效率。此外,相比頂置直噴系統(tǒng),側(cè)置系統(tǒng)顯著減小了發(fā)動機汽缸蓋的寬度,更有利于實現(xiàn)小型化和輕量化。
之前業(yè)界對于側(cè)置直噴系統(tǒng)的詬病在于噴油嘴可能將燃油噴向氣缸壁出現(xiàn)“濕壁”現(xiàn)象,一方面不能完全燃燒,另一方面氣缸壁上的油滴有可能竄入曲軸箱內(nèi),出現(xiàn)機油稀釋的問題。上汽工程師表示,通過350Bar高壓直噴系統(tǒng)可以實現(xiàn)更好的燃油霧化效果,避免大的油滴吸附在氣缸壁表面;另一方面通過精心設(shè)計驗證噴油嘴的角度,也可以有效避免濕壁現(xiàn)象,而相比頂置噴射結(jié)構(gòu),側(cè)置噴射結(jié)構(gòu)利大于弊。
目標(biāo):為發(fā)動機“減負(fù)”
提升發(fā)動機熱效率,另一個重要的手段則是降低發(fā)動機運動部件的摩擦:一方面降低摩擦副的摩擦系數(shù)(可以理解為接觸面更光滑),另一方面則是讓發(fā)動機盡可能地“瘦身”。
另外減少發(fā)動機不必要的負(fù)載,降低各種附件對動力的消耗也是如今提升燃油效率的有效手段之一。
高效燃燒,配合更低的運轉(zhuǎn)阻力,都是從點滴提升發(fā)動機燃油熱效率的技術(shù)細(xì)節(jié)。一般來說,發(fā)動機熱效率越高,就意味著整車的油耗越低,當(dāng)然這也同發(fā)動機高效區(qū)間寬泛與否以及傳動系統(tǒng)效率、整車行駛阻力等因素有關(guān)。據(jù)上汽發(fā)動機工程師透露,這款發(fā)動機相比目前國際上先進(jìn)的同類機型燃油高效區(qū)間更加寬泛。
營造發(fā)動機的“高級感”
相較1.5T發(fā)動機而言,排量更大的2.0T發(fā)動機往往會裝載于定位更高的車型上,這些車型的消費者往往對于駕乘感受,或者說車輛本身的“高級感”有著更加嚴(yán)苛的要求。而對于內(nèi)燃機這樣一臺時刻靠“爆炸”來獲取能量的機器而言,如何它的降低振動和噪音就是一項復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
此外,在噪音容易擴散的部位,還采用了阻尼鋼板進(jìn)行封裝。阻尼鋼板由三層材料貼合而成,上下兩層為鋼板,中間層為具有彈性的高分子材料,可以有效阻擋噪音傳遞。
全文總結(jié):
內(nèi)燃機自誕生至今已經(jīng)有超過140年的歷史,坦白講如今內(nèi)燃機的各項技術(shù)已經(jīng)不會再有質(zhì)的飛躍,所以對于如今的發(fā)動機研發(fā)來說,就是一個精益求精吹毛求疵的過程,是一項十分枯燥而繁瑣的工作。得益于如今供應(yīng)商體系的技術(shù)發(fā)展,搭載上各類先進(jìn)的零部件并不難,但是正如上汽發(fā)動機工程師所言,難的是對于各類技術(shù)整合以及協(xié)同標(biāo)定的技術(shù),沒有長年的技術(shù)和經(jīng)驗積累是無法完成的。(文/圖 汽車之家 王興宇 部分圖片來自于上汽官方)
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