务实的突破?三缸机的能力含量原来是这般的

by admin on 2019年5月26日

从排场上来说,汽车的个头和空间是越大越好,代表动力主要指标的缸数向来也是越多越豪华。但是如今豪华车纷纷弃用V6、V8转而采用四缸机,而主流的家用车更是从四缸发动机“缩”成了三缸机。在技术发展的背后,是政策导向以及用车成本等各方面的合力因素。

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率先采用三缸发动机的厂商们或多或少都背上了老一代三缸机的“锅”,但是他们依然做出了这样的选择,事实证明或许是一个务实的做法。

三缸机恰逢其时的技术基础

汽车安全与节能国家重点实验室副主任、清华大学二级教授宋健认为:从上个世纪八十年代开始的发动机电控化导致发动机的动力性、节能与排放性能有了突飞猛进的进步。发动机的附件系统(包括进气系,燃油供给系,润滑系,冷却系,排气系,启动/发电,电控系统)均发生了重要改变。这就导致发动机的主要性能升功率从40年前的30kW/L左右上升到100kW/L。

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另一方面,汽车的轻量化要求发动机降低重量,从而降低排量,而汽车的节能与环保同样要求发动机降低排量。典型的混合动力系统由发动机、电机、动力耦合装置和整车控制器等组成,由于整车是由发动机与电机共同驱动的,因此对发动机的功率需求下降导致发动机排量下降。

不容小觑的1.0 T

不难发现,当下国内汽车市场上搭载三缸发动机的量产车型不胜枚举,如福特新福克斯与嘉年华等搭载的1.0T三缸发动机、东风本田十代思域1.0T三缸发动机,以及上汽通用别克英朗、GL6等车型搭载的1.0T/1.3T三缸发动机等等。

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这些三缸发动机的个头、排量虽小,但是技术含量却丝毫不打折扣。以通用Ecotec系列三缸机为例,它们应用了12项静音减振核心技术。

澳门新萄京www496nj,1.0T排量的Ecotec系列三缸机与目前市场主流的自然吸气1.5L排量附近的四缸机相比,新增了带电子放气阀的涡轮增压器、钟摆式双质量飞轮、双气道喷射DPI、机油冷却器和冷却喷嘴等技术特征,升级改进了中置可变气门正时、分离式冷却等多个零件和系统,在性能和节油方面全面超越四缸机,发动机成本相比主流自然吸气四缸机提高了40%,而排量方面差别了50%之多。

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全新一代高性能三缸发动机在空间方面更加紧凑,更适合与混合动力技术相匹配,上汽通用已经制定了清晰的48V和HEV/PHEV的发展规划,这些技术可以使得驱动系统的动力和节油性能进一步提升。

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三缸机也能成为明星产品

从另外一家美国汽车大厂福特的发动机序列发展来看,从2006年到2016年,总的趋势同样是从5.0、4.0以上大排量,朝小排量发动机这样一个趋势。福特1.0L
Eco
Boost发动机曾连续两年被评为“沃德十佳发动机”,连续三年获得“国际年度发动机”大奖,连续六年蝉联1.0L以下排量组最佳发动机称号,成为了一款名副其实的发动机明星。

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提供终身质保的三缸机

今年上半年吉利的销量非常抢眼,它旗下的两款主力小排量发动机同样功不可没。这两款发动机都是三缸设计:1.0TD发动机,最大功率100kW,最大扭矩205Nm,与上一代1.5L自然吸气发动机相比动力性提升32%,搭载吉利缤瑞整车油耗降低了25%;1.5TD发动机,最大功率132kW,最大扭矩265Nm,与上一代2.4L发动机相比,动力提升17%,搭载博瑞GE整车油耗下降了38%。这两款机型均可使用92号以上汽油,排放达到国6标准。

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吉利汽车集团动力总成研究院副院长赵福成表示,在吉利集团动力产品规划中,其中1.5TD,2.0TD是三、四缸共平台产品,可以在吉利全国布局的5个新工厂共线生产。1.5TD基础发动机是吉利与沃尔沃历时5年联合开发,在此基础之上吉利集团根据自身需求,开发了系列变型机,包含微混专用发动机、,Miller
强混发动机,插电混动专用发动机,增程专用发动机,以及灵活燃料发动机。这些变型机零部件通用化率大于90%,扭矩范围从215Nm到300Nm。仅仅这个1.5TD发动机系列,就可满足吉利集团从A00到B级上百款车的应用。基于总体战略布局,吉利集团未来将更加聚焦于混动专用小排量发动机开发,采用平台化、电气化,大幅提升热效率。

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吉利这款1.5TD发动机采用九大降摩擦技术,与上一代四缸机产品相比,摩擦力总体降低了30%。作为三缸机的另一个优点就是排气干涉小,更快的涡轮响应,以及大幅降低早燃倾向,而国六排放法规对PN提出了更严苛的要求,GPF成为必选,这将大幅增加排气背压,三缸机在这方面的优势将更加明显;由于三缸机尺寸小、机舱布置方便,可以预留更大空间满足整车电气化布置的需求。

在赵福成副院长看来,在二十年前,三缸机NVH抖动问题是个世界难题,但今天,随着技术的进步,例如吉利采用了减振平衡轴,四钟摆式双质量飞轮等最新技术,已经可以完全解决这个振动问题。

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在抖动问题之外,三缸机的可靠性也是广受质疑的点。认为三缸机的可靠性有风险的人群不在少数。这对于吉利来说,却是不在话下。赵福成表示:吉利所有台架验证的标准都与四缸机完全一致,整机寿命不小于15年或35万公里。并且所有的验证标准都与沃尔沃一致,其中以1000H交变负荷试验为例,要求一台发动机在台架上不间断运行,不出现任何零部件故障及性能衰减,才认为合格。在1.5TD开发过程中,总计台架试验时间超过5万小时,整车道路试验累计里程超过1200万公里。正是因为有大量的验证数据支撑,所以领克新车上市时,吉利有底气来发布终身质保的售后政策。

增压技术的日趋完善为三缸机插上翅膀

根据宋健教授的介绍,对于内燃机来讲主要就是功率的需求。三缸机真正快速的提高还是最近一二十年,在此期间发动机增压化奠定了这个基础。上世纪八十年代一个3升发动机现在很可能通过1.2T这样一个发动机功率就替代了。在这样情况下,只要有了功率,最高车速差不多就可以定格。至于加速能力、爬坡能力等方面则主要是靠变速箱来进行合理的匹配,最后来实现。

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福特亚太动力总成产品研发高级经理汪洋先生介绍福特的新技术时同样提到了涡轮增压器。他表示,福特的新模块提供了滚子摇臂和液压挺柱,也提供了断缸技术,在一定的工况下,一定转速负载情况下,实现断缸。而涡轮增压器变成径轴涡轮增压器,在同样的流速情况下,可以通过比较小的涡轮,实现比较大的压缩比。

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在主动侧由于三缸机抖动增加30%左右,福特的新车设计会引入液压发动机悬置,使得被动侧可以有效控制到8.4%,经过发动机悬置以及增加平衡轴、飞轮之后,整车的隔震率反而提升了16%左右。

抛弃了表面的缸数优势之后,三缸发动机的遍地开花可谓是务实的突破。

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