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原创中置直喷/DCG 全新一代科鲁兹动力解析

http://auto.sina.com.cn  2014年04月16日 12:54  新浪汽车  方圆 字号:

  新浪汽车讯 上海通用汽车于日前正式发布雪佛兰全新一代科鲁兹动力总成。通用汽车将新一代Ecotec小排量发动机技术首先运动到全新一代科鲁兹上,并且搭载全新动力的科鲁兹将会在北京车展上亮相,未来这套系统还会逐步应用到雪佛兰其它产品上。

中置直喷/DCG 全新一代科鲁兹动力解析中置直喷/DCG 全新一代科鲁兹动力解析

  全新一代科鲁兹搭载1.4L中置直喷涡轮增压发动机和1.5L中置直喷自然吸气发动机,分别配以通用汽车全新DCG7速双离合变速箱、欧洲团队研发的全新6速手动变速箱,以及第三代S6六速手自一体变速箱。

  中置直喷发动机

  全新一代Ecotec发动机家族共有11款发动机,排量从1.0L到1.5L,包括三缸、四缸以及增压和非增压等不同类型,功率区间从56千瓦到123千瓦,扭矩区间从 95牛米到250牛米。同时发动机结构也能够兼容混合动力系统和其他混合燃料。

Ecotec的中置直喷Ecotec的中置直喷

  雪佛兰全新一代科鲁兹搭载的全新一代Ecotec1.4T和1.5L发动机运用喷油嘴中置直喷技术,故名思议就是气缸内喷油嘴竖直喷射技术。

1.4L中置直喷涡轮增压发动机1.4L中置直喷涡轮增压发动机

  汽油发动机的缸内直喷从柴油发动机演变而来,它放弃了汽油机传统的进气道喷射而采用了缸内直喷式,把喷油嘴从进气道移进了燃烧室。一般我们看到的缸内直喷技术高压喷油嘴都是侧装直喷,而这次通用为我们带来了中置直喷发动机。

  这款发动机是通用汽车、上海汽车、上汽通用共同研发的成果,到底为何要采用缸内中置直喷技术呢,发布会上到场的通用工程师一再强调,中置和侧装是一个发动机选择的问题,而通用采用这样的设计主要是考虑到中置具有更好的NVH,燃油经济性和降低冷启动烃的排放

新浪试车科技解析沃尔沃DRIVE-E动力系统

  通用并不是唯一使用缸内中置直喷的汽车制造商,沃尔沃DRIVE-E的发动机,汽车和柴油发动机都使用了中置直喷,共用的部分组件和技术使得制造成本得以降低,通用汽车旗下庞大的车辆构成也有助于降低制造成本。但是这两个公司都选择内中置直喷并不是偶合,因为二者所提倡的发动机理念非常相似,四缸更大扭矩更大功率更小排放,两个公司都在寻找大功率和低排放之间更接近极限的平衡。

  缸内直喷技术可以降低缸内温度,有效降低爆震,有助于提高空燃比和燃油经济性,这些都有目共睹。而为了追求进一步的动力和经济型平衡,中置直喷被考虑其中。对于发动力的设计之初喷油嘴为何选择了侧装,肯定是一个中和考虑的结果,中置直喷必然需要更先进的技术。

产生预点火的缸内压力曲线跟踪产生预点火的缸内压力曲线跟踪

  这让人最直接联想到的就是燃烧室的涡流,虽然缸内直喷汽油发动机减小了爆震的可能性使得空燃比得以进一步提高,但是不要忘记了超级爆震的存在,特别是在小排量直喷+涡轮增压的发动机上,目前国外的一些学术资料对此的研究比较充分。而科鲁兹配备了另一款1.5L自然吸气的中置直喷发动机应该不是巧合。

1.5L中置直喷自然吸气发动机1.5L中置直喷自然吸气发动机

  中置直喷的节油效果可以描述为,油嘴是六孔的,安装在活塞顶部(夹角六度),喷油器更精准的喷注量和独特的喷雾形状实现了均质燃烧,在起始分层燃烧和有效的催化器加热方面更加出色;而翻滚的进气气流,在进气冲程内提升进气与汽油的混合,在接下来的压缩冲程中,这种翻滚的气流会裂解成紊流,加速燃烧速度,从而减低油耗

  直喷发动机都采用了比较先进的燃烧室设计,包括塑形活塞设计和相对较小的燃烧室,以配合高压缩比和混合气流动形式。

活塞顶的形状活塞顶的形状

  通用中置直喷发动机活塞顶的形状是通过大量的分析研究而设计的,能够精准的引导喷射入的燃油流动,因而燃烧更完全,活塞的轮廓通过精密的加工来保证尺寸精度,这对于控制压缩比和混合气的流动是必不可少的。

  通用汽车采用了一维和三维的数学模型来优化燃烧过程,这些模型帮助设计了例如喷油嘴的六度安装角度、燃烧室形状、能够有效引导燃油流动的活塞顶部设计等等,这些最终实现了混合气的充分燃烧。三维数模也帮助决定了进气道的形状和长度,使进气产生涡旋从而油气混合更为均匀。

  由于更高的燃烧室压力,涡轮增压发动机采用了高级锻钢材质的曲轴以提高强度、减少振动。自然吸气发动机由于相对较低的燃烧室压力,采用了耐用的中空铸铁曲轴以减少重量。

  官方还解释燃油直喷通过缸内喷射,使供油点更接近点火点,从而提高了燃烧效能。这个能提高多少官方没有提到。这款发动机的性能数据上的提升比较明显,1.4L中置直喷涡轮增压发动机最大功率可达110千瓦,峰值扭矩为235牛米,冷启动时排放较现款科鲁兹降低25%,比油耗达到358g/kW;而1.5L中置直喷自然吸气发动机的最高功率为84kW,峰值扭矩146Nm。发动机性能的提升主要是连续可变气门正时系统、涡轮增压和可变进气歧管等技术以及中置直喷团结协作的结果。

  降低发动机噪音

  为了最大化降低车内噪音,全新一代Ecotec小排量发动机运用了逆齿链驱动,配合精密铸造分体式缸体优化设计,官方宣传噪音达到比同级竞品静音50%以上的表现。

正时链条的逆齿链驱动正时链条的逆齿链驱动

  为了降低发动机的噪音,Ecotec小排量发动机将高压的油轨和喷油嘴独立安装在缸盖上,消除金属件间的直接接触,防止发动机部件间的脉冲能量传递;同时正时链条采用了逆齿链设计,优化了噪音控制。

高压共轨和喷油嘴独立安装高压共轨和喷油嘴独立安装

  铝合金材质油底壳底部的整体冲压钢质的集油盘也减少了噪音;前端附件驱动系统中也有相关设计,发电机带轮采用了超越离合器以消除曲轴产生的振动效应,而另一个好处是可以使用较小的皮带张紧力度,因而减小了摩擦阻力,提升了效率;发动机前部和顶部的罩盖都经过声学优化;铁质的主轴轴承嵌销隔绝了曲轴的振动;涡轮增压器的泵轮设计降低了涡轮增压系统固有的运转噪声。

  发动机轻量化

  全铝结构的发动机设计在优化静音效果的同时,更起到了轻量化的作用,其发动机重量比现款科鲁兹降低16 kg。

  Ecotec发动机采用了缸盖和排气歧管一体化设计,有效降低重量,有助于提升车辆效率和更好的前后重量平衡,提升操控反应和驾控感受。

  三款变速器

  DCG 7速双离合变速箱拥有多项创新科技和超过50项专利技术。三轴式设计让结构非常紧凑,使用更精密的电液控制系统,频率响应为每秒320次,还拥有智能信息系统,实时显示变速箱的工作温度,不断调试和预测驾驶员指令。

通用汽车DCG 7速双离合变速箱通用汽车DCG 7速双离合变速箱

  此外,一款全新6速手动变速箱(M1X)以及第三代S6六速手自一体变速箱也将搭载于全新一代科鲁兹上。全新6速手动变速箱(M1X)由通用汽车欧洲团队研发,匹配1.4L中置直喷涡轮增压发动机。该款变速箱采用了同级最紧凑的轻量化设计,净重比前一代手动变速箱降低15%。

  第三代S6六速手自一体变速箱将搭载于全新一代科鲁兹1.5L车型,全新变速箱壳体设计与低油位设计,进一步提高传动效能,提升驾驶乐趣。此外,全新一代科鲁兹还将首次大规模运用自动启/停技术,并规划在全系车型上标配,这将有力提升整车的燃油经济性。

  DCG7双离合变速器的耐久性测试

  通用汽车全新的DCG7速双离合变速箱在全球范围内亦经历了严酷的使用和环境测试,累计测试里程425万公里,并获得ASIL(Auto Safety Integrity Level汽车安全完整性等级)的最高安全评级,展现出优异的可靠性。

  此外,针对中国城市道路频繁起停、拥堵的状况,研发团队更对DCG7速双离合变速箱进行了优化设计,包括:开发了一套拥有专利的外置式PowerPack控制单元,从而隔绝了变速箱油的反应对控制电路板和电脑的影响;采用独特的摩擦材料,摩擦系数稳定性、耐磨性和耐热性都经过测试,为变速器的出色性能提供了保障;采用特有优化配方的DCG变速箱油,具备低摩擦、高效率的特点;使用专利离合器驱动系统 — 同轴从动缸,取代传统杠杆或齿轮驱动装置,降噪的同时,更提高稳定性和耐久性。此次公布DCG产品细节通用更处处小心翼翼,不断重复怕重蹈覆辙。

  搭载全新动力总成的新一代科鲁兹将会在北京车展上发布,这款被上汽通用给予高度希望的车会不会交上一份满意的答卷呢?我们拭目以待吧。

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(编辑:车讯部-小芳)

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