高效/性能兼得 上汽全新2.0T發(fā)動機(jī)解析
中國品牌近年來在發(fā)動機(jī)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(jī)總成到開始自主研發(fā),逐漸趕上了世界先進(jìn)水平。作為“傳統(tǒng)”汽車中最復(fù)雜、技術(shù)最先進(jìn)的部件,發(fā)動機(jī)是否先進(jìn)在很大程度上代表了這家企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。由于政策導(dǎo)向與其產(chǎn)品定位的關(guān)系,大部分中國品牌企業(yè)的注意力都集中在1.5T發(fā)動機(jī)的研發(fā)上。近年來,涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的車型。至于排量在2.0L以上的發(fā)動機(jī),下一階段很多企業(yè)的研發(fā)將是重點(diǎn)。這次,SAIC向我們展示了其“藍(lán)芯”系列發(fā)動機(jī)的第二代,即搭載在iMAX8上的2.0T發(fā)動機(jī)。接下來,讓我們看看這臺發(fā)動機(jī)有什么了不起的地方。
30秒內(nèi)了解SAIC全新2.0T發(fā)動機(jī)的亮點(diǎn):
1.2.0T發(fā)動機(jī)是SAIC第二代“藍(lán)芯”系列發(fā)動機(jī)的首款產(chǎn)品,已達(dá)到國家VI排放標(biāo)準(zhǔn);
2.得益于多項(xiàng)新技術(shù),兼顧動態(tài)性能,熱效率達(dá)到39.52%;
3.發(fā)動機(jī)采用米勒循環(huán),可變氣門升程,350Bar直噴,平衡軸,輕量化靜音設(shè)計,綜合性能突出。
“藍(lán)芯”是SAIC自主研發(fā)的發(fā)動機(jī)序列名稱。第一代“藍(lán)芯”產(chǎn)品誕生于2021年。當(dāng)時MGE和SGE系列發(fā)動機(jī)是SAIC和通用聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品,所以設(shè)計理念在技術(shù)上與一般產(chǎn)品相似。如采用中心直噴結(jié)構(gòu)、雙VVT、鋁合金缸體等。我們也對第一代MGE發(fā)動機(jī)做了詳細(xì)的分析,感興趣的讀者可以看這里:8秒分析SAIC 2.0T發(fā)動機(jī)。此次亮相的第二代“藍(lán)芯”發(fā)動機(jī)是由SAIC發(fā)動機(jī)R&D團(tuán)隊(duì)從2021年開始從零開始自主研發(fā)的,如今這款發(fā)動機(jī)體現(xiàn)了許多先進(jìn)的發(fā)動機(jī)設(shè)計理念,在發(fā)動機(jī)參數(shù)方面也達(dá)到了同級別第一梯隊(duì),尤其是如今備受業(yè)界和消費(fèi)者關(guān)注的熱效率,這款發(fā)動機(jī)最高為39.52%。除了尚未量產(chǎn)的廣汽2.0ATK,可以說是量產(chǎn)中熱效率最高的2.0T汽油發(fā)動機(jī)。
一方面,此類數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)得益于當(dāng)今供應(yīng)商系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步,更重要的是,R&D團(tuán)隊(duì)在發(fā)動機(jī)設(shè)計方面的潛力。首先,在基本概念上,這款發(fā)動機(jī)采用物理壓縮比高達(dá)11.5的VVL技術(shù),實(shí)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,達(dá)到了兼顧高熱效率和高功率輸出的效果。這一概念與大眾和奧迪汽車廣泛使用的EA888 3B系列發(fā)動機(jī)不謀而合。當(dāng)然,SAIC的發(fā)動機(jī)在參數(shù)上更勝一籌。
充分發(fā)揮每一滴燃料的能量
米勒循環(huán)是近年來渦輪增壓發(fā)動機(jī)廣泛采用的技術(shù)手段。通過改變進(jìn)氣門的關(guān)閉時間,使發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣階段的進(jìn)氣量減少,使實(shí)際壓縮比小于物理壓縮比,而在工作階段氣缸膨脹比不變,可以顯著提高燃油效率。
換句話說,我們也可以把這個系統(tǒng)理解為另一種可變壓縮比技術(shù),但VVL系統(tǒng)只改變實(shí)際壓縮比。這種方法在業(yè)內(nèi)被稱為深米勒循環(huán),即發(fā)動機(jī)的負(fù)荷可以通過氣門升程來控制。在米勒循環(huán)下,節(jié)氣門可以盡可能保持開啟,從而減少發(fā)動機(jī)的泵氣損失,進(jìn)一步提高效率。
此外,提高熱效率的有效途徑是有效控制混合氣在氣缸內(nèi)的燃燒。SAIC首先采用了博世的350Bar高壓燃油直噴系統(tǒng),這也是國內(nèi)先進(jìn)發(fā)動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置??梢赃_(dá)到更好的燃油霧化效果,高壓燃油軌由上一代MGE發(fā)動機(jī)的頂裝結(jié)構(gòu)改為側(cè)裝結(jié)構(gòu),配合改進(jìn)的進(jìn)氣口和燃燒室結(jié)構(gòu),可以更好地實(shí)現(xiàn)高滾流比,從而實(shí)現(xiàn)高速燃燒,提高燃油利用效率。此外,與頂置直噴系統(tǒng)相比,側(cè)裝系統(tǒng)顯著減小了發(fā)動機(jī)缸蓋的寬度,更有利于小型化和輕量化。
此前,業(yè)內(nèi)人士批評側(cè)裝式直噴系統(tǒng),因?yàn)閲娪推骺赡軙⑷加蛧姷綒飧妆谏希瑥亩赡茉斐伞皾癖凇爆F(xiàn)象。一方面,它不能完全燃燒;另一方面,氣缸壁上的油滴可能會闖入曲軸箱,導(dǎo)致機(jī)油稀釋的問題。SAIC工程師表示,350Bar高壓直噴系統(tǒng)可以達(dá)到更好的燃油霧化效果,防止大油滴吸附在氣缸壁面上。另一方面,通過仔細(xì)設(shè)計和驗(yàn)證噴嘴的角度,也可以有效避免濕壁現(xiàn)象,而與頂置噴射結(jié)構(gòu)相比,側(cè)置噴射結(jié)構(gòu)利大于弊。
減磨降噪技術(shù)目的:減輕發(fā)動機(jī)的“負(fù)擔(dān)”。
提高發(fā)動機(jī)熱效率的另一個重要手段是降低發(fā)動機(jī)運(yùn)動部件的摩擦:一方面降低摩擦副的摩擦系數(shù),另一方面使發(fā)動機(jī)盡可能薄。
此外,降低發(fā)動機(jī)不必要的負(fù)荷,降低各種附件的功耗也是提高燃油效率的有效手段之一。
高效燃燒,結(jié)合較低的運(yùn)行阻力,都是提高發(fā)動機(jī)燃油熱效率的技術(shù)細(xì)節(jié)。一般來說,發(fā)動機(jī)熱效率越高,整車油耗越低。當(dāng)然,這也與大范圍的發(fā)動機(jī)效率、傳動系統(tǒng)效率、整車行駛阻力等因素有關(guān)。據(jù)SAIC發(fā)動機(jī)工程師介紹,這款發(fā)動機(jī)的燃油效率范圍比目前國際先進(jìn)的同類車型更廣。
打造發(fā)動機(jī)的“高級感”
相比1.5T發(fā)動機(jī),排量更大的2.0T發(fā)動機(jī)往往搭載在更高定位的車型上,而這些車型的消費(fèi)者往往對駕駛體驗(yàn),或者說對車輛本身的“高級感”有著更嚴(yán)格的要求。對于一臺總是依靠“爆炸”來獲取能量的內(nèi)燃機(jī)來說,如何降低振動和噪聲是一個復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
此外,噪音容易傳播的部位采用阻尼鋼板包裹。阻尼鋼板由三層材料制成,上下兩層為鋼板,中間層為彈性高分子材料,可有效阻隔噪音傳播。
全文摘要:
內(nèi)燃機(jī)自誕生以來已有140多年的歷史。坦率地說,現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的各種技術(shù)不會有質(zhì)的飛躍。所以,對于今天的發(fā)動機(jī)研發(fā)來說,是一個精益求精、吹毛求疵的過程,是一項(xiàng)非??菰锓ξ兜墓ぷ?。得益于如今供應(yīng)商體系的技術(shù)發(fā)展,搭載各種先進(jìn)零部件并不難,但正如SAIC發(fā)動機(jī)工程師所說,難的是對于各種技術(shù)集成和協(xié)同標(biāo)定技術(shù),沒有多年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累是無法完成的。
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