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关于通用最新款1.3T/1.0T发动机性能分析

汽车与新动力 来源:djl 作者:汽车与新动力 2019-08-19 11:19 次阅读

对于小排量发动机来说,动力不足是消费者对它们的固有印象,的确在技术还不成熟的过去,小排量意味着抖动、动力差。不过随着机械部件集成化、电控集成化的发展,小排量发动机开始克服过去的不足,小排量、大动力虽比较夸张但也差不太多,那么全新的通用小排量发动机又有那些亮点?下面就通过这篇文章来解读一下。

1小排量的现状

随着动力技术和排放法规的不断提升,小排量已成为燃油车不可逆转的选择。美系、日系、德系、法系包括国产车企都在这方面进行深耕。

法国车是比较早在国内推广小排量的车企。比如我们熟悉的雪铁龙1.2T动力总成,这套动力体系由PSA进行研发,其技术亮点在缸内直喷技术,C4L、C4世嘉等车型都采用了这套动力总成。

美国福特的1.0T也比较常见。该发动机还曾获得沃德十佳的荣誉。这款发动机的亮点同样集中在燃油喷射方面,通过特殊的活塞造型产生独特涡流,让混合气更均匀,以此提高燃烧效率。

除此之外,还有丰田的卡罗拉1.2T发动机,大众的1.2T发动机系列等等。而纵观这些发动机,可以看出这类发动机的共性:一是对喷油系统和混合气要求极高;第二个是部件的集成度很高,对热效率很在意。

通用全新一代1.0T/1.3T发动机在总体的技术路线上大同小异,不过工程师们在燃油喷射和集成度上进行了深度研发和改进。

2通用1.0T发动机亮点

首先请大家了解一点:通用全新一代1.0T发动机预计将会是别克英朗的新动力;而1.3T可能是别克最新的车型GL6的动力系统。

这款发动机将替换现在的1.5L自然吸气,上代1.5L发动机则需要在4000rpm才能达到141Nm最大扭矩,而且1.0T发动机还比上代1.5L发动机减轻24kg,因此无论动力还是轻量化,1.0T都有绝对优势。

1.3T发动机最大功率120kW(163Ps),它对应的是目前科鲁兹上的1.4T发动机。

相比上一代1.4T发动机,在相同转速下1.3T发动机可输出230Nm最大扭矩,1.4T则只有206Nm,且1.3T发动机重量减轻25kg。

这台发动机最大的亮点在“集成”方面。从燃烧系统的结构到缸盖缸体再到排气系统都进行了高度集成化设计。

首先是燃烧系统部分的集成。这一部分对活塞顶部以及进气道进行设计,以增强混合气流动加强燃烧强度;同时还进行CAE模拟,以此来筛选最优的缸径冲程比。

燃烧系统另一个亮点在“双喷射技术”。说起双喷射,脑海中浮现的大多是缸内直喷+进气歧管喷射结合的喷射形式,而通用的双喷射别具一格,只使用缸外直喷,不过每个进气道为双喷油嘴设计。

为什么通用放弃小排量常用的缸内直喷,反而选择进气道喷射呢?这就要从缸内直喷的缺点说起了。

缸内直喷技术普遍比较容易产生积碳,所以在保养方面需要更加特别地“呵护”;二来在低负荷/怠速状态下,缸内直喷的油气混合效果不好,会产生相当大的氮氧化合物,对三元催化器的要求更高。

因此,通用放弃了缸内直喷,而为了能在高负荷状态下也保证燃烧充分,便设计了双喷射。双喷喷油器协同喷射能够实现更广的喷射覆盖面积以及更高的燃油雾化率,可以减少燃油湿壁,使喷射的燃油更多地参与燃烧,改善燃油经济性,降低油耗和排放。根据需要可以实现开阀喷射,冷却缸内混合气,抑制爆震,从而可以采用更高的压缩比来提升了燃油经济性。除此之外,采用两个喷油器,很好平衡怠速小流量和高负荷大流量的需求,既保证了怠速燃烧的稳定性,也满足了高功率开发要求;不易积碳,降低后续保养成本,发动机寿命更长。

3集成排气系统

说完燃烧系统的集成,我们再来看排气系统的集成。集成排气是小排量发动机的看家本领。

将排气歧管集成在缸盖上的一体化设计,不仅使整体布置更为紧凑,有效减重1-2kg,提高轻量化水平。

在冷启动时,利用排气热量让冷却液快速达到工作温度,在冬天加快暖车速度;同时较短的气道也可减少涡轮迟滞现象,提高加速响应。

下面我们来看看电控方面的集成。现在的发动机,电控的比重越来越高,先进的ECM模块对提高发动机的整体性能至关重要,说白了这就类似人的大脑。如果你有一副健康的体魄,同时又有灵活的大脑,那么你才有可能成为球队中的MVP。

比如小排量发动机最重要的涡轮增压器。通用的这款发动机采用了小惯量涡轮。在涡轮选用上中规中矩,不过在泄压阀方面采用了电控技术,各种工况下都可以更智能地控制放气阀。

电控泄压阀不仅可以更加精确和快速地建立增压压力,而且可以降低小负荷泵气损失,从而提升低速扭矩,得到快的增压响应,改善油耗;同时,低惯量涡轮增压技术最大程度上改善了传统涡轮增压发动机动力输出反应滞后的痼疾;通过低惯量涡轮解决了迟滞问题。使其在1700rpm时即达到峰值扭矩,满足低转速大扭矩驱动;带来更快的瞬态响应。

除此之外还有电控的热管理系统。双节温器控制横流式分离冷却,通过缸盖和缸体上下分离的设计,实现更为精准高效的温度分区控制。这个系统保证了冷却均匀性,从而在提升发动机稳定性的同时,大幅降低油耗。

4发动机缸体

说完了高度集成的燃烧系统、电控系统,我们再聊聊高度集成的机械结构——缸体。

这台发动机的缸体采用了铝合金材质,重量方面很占优势。水套采用了波浪式结构,对于发动机的散热帮助更大。

缸体内部的活塞则使用了一种叫做低张力DLC类金刚石的涂层。这种涂层比目前发动机常用的PVD涂层提高了硬度和耐磨性,有效地提升了发动机的耐久性。

5噪声与平顺性

最后,通过几个零部件,我再给大家介绍介绍这款发动机在静音、平顺性方面的努力。

首先是很重要的钟摆式双质量飞轮。三缸机还是很需要这种通过离心运动反向消减振动的技术。通用的这款发动机就采用了双质量飞轮,通过飞轮上的吸振器去消除振动。

然后是中置VVT上的静音正时链。这种尺链采用齿形结构设计,传动时入齿更柔和,冲击更小,运转更加平稳。

以上就是新发动机最主要的几个技术亮点,从技术层面看,以集成化为目标的燃油系、电控系统以及缸体等都表现出超越主流的实力,至于双喷射的实际效果如何,还需要我们实际的测试体验。

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