为内燃机续命 这次通用拿出什么尖货?

为内燃机续命 这次通用拿出什么尖货?

  “双积分政策”、“燃油车禁售”、“新能源革命”......这段时间,新能源汽车的新闻可谓是风头正劲,但趋势暂时无法代替现实,搭载传统内燃机的车型还占据着大部分的市场份额。在节能减排的大环境下,如何在传统内燃机上继续挖潜续命也就成了工程师现阶段需要攻克的难题。

  从近些年各大厂商陆续推出的发动机可以看出,小型化、提升单缸效率成了主流的选择。1.4T、1.6T已不罕见,更有甚者,本田、PSA、福特等厂商推出了1.2T乃至1.0T的小排量涡轮增压发动机。为什么执着于小型化?这是因为发动机燃烧除了推动活塞做功,还有相当一部分的能量消耗在机械摩擦上或者转化为热量白白浪费了。发动机小型化能够减少燃烧室面积从而减少摩擦损失、降低发动机质量来减少油耗以及让发动机的运行工况提升至更高效率区减少泵气损失。很明显,发动机小型化就是为了节能减排而生。

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  通用同样布局了小排量涡轮增压发动机的产品线,全新一代Ecotec 1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机正式发布并将陆续搭载在GL6、阅朗以及后续的雪佛兰和别克等车型上,并取代现有的1.5L、1.4T等发动机。

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  单单从性能指标上来看,通用的这款1.0T发动机已经能够和市面上部分竞品的1.2T发动机、1.6L发动机一较高低,而1.3T发动机甚至能媲美部分2.0L发动机的动力水平。当然,要做到“以小欺大”,通用还是运用了一系列的技术来进行武装。

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  首先就是创新的双喷射结构,在一个气缸内布置两个喷油器,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。其次,喷油器可以在需要的时候开阀喷射,冷却气缸的混合气从而抑制爆震。而为什么没有采用时下流行的缸内直喷?诚然,缸内直喷对于冷却混合气抑制爆震、精准喷油提升燃烧效率都有着一定的益处,但低负载时的微粒排放和后期带来的积碳问题也都是不容忽视的存在,因此双歧管喷射可以说是较为经济实际的折中办法。

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  为了提升燃烧效率,提高燃烧速度是一个可行的选项。而为了提高燃烧速度,需要匹配更高效的燃烧室和进气道。通用1.0T/1.3T发动机采用的是平顶挤气燃烧室和鱼腹型高滚流气道的组合,对于高滚流气道而言,平顶挤气燃烧室的进气滚流随气门升程变化影响很小,采用平顶挤气燃烧室结构时,高滚流气道对改善燃烧、抑制爆震和提高发动机性能有一定作用。

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  低惯量涡轮增压器也是受到不少厂商的青睐,它最大的好处就是改善了涡轮迟滞的问题。而配备电控调节泄压阀则让涡轮增压器的控制更为智能和精准,不仅可以减少泵气损失同时也能增加增压器的响应性,改善油耗。

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  通用这套DVVT将电磁阀直接布置在凸轮轴上,缩短油路从而提高相位器的响应速度,相应的也就能更好地控制气门开闭的时间。可以看到,燃油经济性的提升是不断通过各个零部件的共同作用达到聚沙成塔的效果。

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  活塞环采用了低张力DLC涂层,DLC即为类金刚石的非晶态薄膜,具有比钢材更高的硬度和耐磨性但摩擦因数却很低,相比一般PVD涂层,硬度提升了100%,耐磨性提升了80%。

  除了燃烧系统,冷却系统的改善对于提升燃油经济性也是大有裨益。

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  缸体和缸盖上下分离并设置两个节温器,能够更精准高效地控制温度。缸体的节温器在发动机冷启动时关闭,加快暖机改善排放。相比传统的纵流式,缸盖采用横流式冷却可以使冷却液同时流经各个气缸降低关键区域热负荷。

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  全新一代Ecotec 1.0T/1.3T发动机在设计阶段就改变了传统的家族系列设计概念,放弃传统的发动机通过缸径冲程改变实现排量变化,而采用通过最优的单缸燃烧,最优单缸结构来搭建模块化平台,在以后就可以像搭积木一样设计各种排量的发动机。

  具体到这1.0T/1.3T发动机上,全方位的紧凑设计和全铝结构让整体的质量实现大幅减重。将排气歧管集成在缸盖上的一体化设计,能够有效减重1-2kg,增压器和三元催化器紧凑布置,有效提升了排放水平,尾气处理效率更高。进气歧管运用了符合材料,使得1.3T发动机相比现款英朗搭载的1.4T发动机的质量下降20%,达到25kg。

  对于三缸发动机,消费者普遍有负面情绪,认为三缸机更抖更不平顺。而通用为了自己的三缸机,也是投入了不少精力在改善NVH性能上。

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  飞轮作为连接发动机和变速箱的“中介”,不仅传递着力矩也传递着震动。钟摆式双质量飞轮是在传统的双质量飞轮上增加一个吸振器,呈钟摆型的离心摆往复作用,反向抵消并削减了从来自发动机侧主动飞轮的扭转振动,使得变速箱能够工作在更平稳的环境中,对于减震降噪有着明显作用。

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  类似于钟摆式双质量飞轮、无声平衡系统等,工程师做了许多工作来消除三缸机的一阶不平衡力矩,一共有12项,包括静音正时链条、双层式油底壳、油轨加装声学罩等等。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,对于这两台发动机的NVH性能,我们期待实车的表现。

  以上就是全新一代Ecotec 1.0T/1.3T的技术要点。为了应付日益严苛的环保法规,六缸变四缸,四缸变三缸,我们这代人有幸会见证一个时代的变迁,从内燃机时代到X时代,我们需要的不仅仅是缅怀,而更希望未来的汽车仍将能够唤醒人们心中的激情。

责任编辑:郑晓峰

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