[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 去年8月,我曾有幸受邀參加長(zhǎng)城檸檬混動(dòng)DHT的拆解,其中1.5L/1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)、長(zhǎng)城自主研發(fā)的可變截面渦輪還有兩擋混動(dòng)專用變速箱都給我留下了非常深刻的印象,當(dāng)然同樣印象深刻的還有6個(gè)人把變速箱抬走的那一刻——確實(shí)很重,這也讓我們不禁感嘆,如此“重量級(jí)”的動(dòng)力總成總不能一直壓在前軸上吧!好在疑惑之時(shí),長(zhǎng)城及時(shí)攜Hi4混動(dòng)技術(shù)來(lái)襲,不僅成功解決了前軸負(fù)荷過(guò)大的問(wèn)題,同時(shí)還帶來(lái)了一些新技術(shù)亮點(diǎn),那么廢話不多說(shuō),我們趕緊來(lái)看看。
● 簡(jiǎn)單回顧市面主流混動(dòng)技術(shù)
在混動(dòng)市場(chǎng)上,綜合研發(fā)、購(gòu)買成本還有經(jīng)濟(jì)性,單電機(jī)并聯(lián)、三電機(jī)串并聯(lián)還有雙電機(jī)并聯(lián)均存在不同程度的缺點(diǎn),因此以長(zhǎng)城、比亞迪為首的雙電機(jī)混聯(lián)逐漸成為了大部分消費(fèi)者的選擇。
● 快速了解長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)
從根兒上說(shuō),長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)也是從經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和安全性等基礎(chǔ)問(wèn)題出發(fā),H(Hybrid)代表混動(dòng),i(intelligent)代表智能,4代表(4WD)四驅(qū)系統(tǒng),與檸檬混動(dòng)最大的不同在于將其中一個(gè)電機(jī)挪到了后軸上。
此外,通過(guò)前后雙電機(jī)的動(dòng)力解耦與扭矩動(dòng)態(tài)分配,能夠最大程度保證四個(gè)車輪的附著力,不僅提高了起步、加速還有極限操作時(shí)的穩(wěn)定性,在路況不佳時(shí),車輛還能通過(guò)雷達(dá)和攝像頭主動(dòng)監(jiān)測(cè),并結(jié)合扭矩矢量控制系統(tǒng)iTVC對(duì)車輪扭矩進(jìn)行精準(zhǔn)分配,避免陷車的風(fēng)險(xiǎn)。
● 深度了解長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)
我們知道壓縮比是活塞下止點(diǎn)容積與活塞上止點(diǎn)容積的比值,為了實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比,長(zhǎng)城在1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上還動(dòng)了一點(diǎn)小心思。
其實(shí)阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和低速時(shí)的工作效率較低,扭矩也不高,而電機(jī)恰好在低速或高速時(shí)效率高,能夠與阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)形成互補(bǔ),因此阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)目前多用于中小型混合動(dòng)力車型。
受其影響,下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置(略高于下止點(diǎn))到上止點(diǎn),但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過(guò)程,并且燃燒轉(zhuǎn)換均為有效功,也就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比。
【左為米勒循環(huán),右為奧拓循環(huán)】
其實(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能量的,短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在這一階段的能量損失,同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí),可燃混合氣溫度也更低,能夠有效抑制爆震的發(fā)生。
這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬、奔馳、大眾、雪佛蘭等品牌也都在使用,自主品牌除長(zhǎng)城外,比亞迪、吉利、奇瑞以及長(zhǎng)安等品牌也均有配備。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),會(huì)有大量的廢氣涌入渦輪中,會(huì)使渦輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓,限制發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率,同時(shí)也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出上限。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),就會(huì)出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問(wèn)題,渦輪也能得到動(dòng)力從而更好地工作,發(fā)動(dòng)機(jī)出力也會(huì)更加得心應(yīng)手。綜合以上也可以理解為渦輪越小,響應(yīng)性越好,但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想;渦輪越大,響應(yīng)性越差,遲滯也就越明顯。
其實(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī),從VGT的選材和布置來(lái)說(shuō),都要更加容易。
VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料,通過(guò)在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片,從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)效果,保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候,導(dǎo)流葉片打開(kāi)的角度較小,此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象。
與當(dāng)下增壓車型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計(jì)類似,VGT其實(shí)也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式,也有的廠商將其稱為VNT,曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時(shí)捷等品牌。
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