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拆解全球首款雙噴射技術渦輪增壓發動機,都有哪些黑科技?

隨著能源革命的持續推進,新能源汽車發展絕對是風頭正勁,但是傳統內燃機仍在相當長一段時間內佔據主要地位。因此,如何在傳統內燃機上實現節能減排是各大車企的首要目標。從近些年各大廠商陸續推出的發動機可以看出,小型化、提升單缸效率成了主流的選擇。1.4T、1.6T已不罕見,更有甚者,本田、PSA、福特等廠商推出了1.2T乃至1.0T的小排量渦輪增壓發動機。

9.29日,通用在國內也發布了新一代小排量渦輪增壓發動機—Ecotec 1.0T/1.3T發動機。在未來,其分別會取代現今通用旗下雪佛蘭、別克車型上所搭載的1.5L/1.4T發動機。

首發車型

這兩款發動機將會首先搭載在別克旗下全新的旅行車——閱朗、及家用MPV——別克GL6上。據悉,別克閱朗將會搭載高低配版本上分別搭載這兩款1.3T及1.0T發動機,而別克GL6將會搭載1.3T發動機。

動力、燃油經濟性提升

發動機的更新換代,最直觀的變化無疑就是動力以及燃油經濟性的的提升。

1.0T雙噴射渦輪增壓發動機的最大功率為92kw,在2000rpm時就可輸出最大扭矩170N·m。如今通用的1.5L自然吸氣發動機,其最大功率84kW,最大扭矩141N·m則需要在4000rpm的條件下才能做到.而且1.0T發動機比上代1.5L發動機減輕了24kg,與此同時百公里加速可以提升1秒。

1.3T雙噴射渦輪增壓發動機的最大功率為120kW,相比上一代1.4T發動機,在相同轉速下,1.3T發動機可輸出230N·m最大扭矩;1.4T則只有206N·m。並且1.3T發動機重量減輕25kg;同樣的,1.3T發動機的百公里加速可以做到在10s以內。

同時,這兩款發動機在動力更好的情況下,燃油經濟性也比上一代產品提高了5%—10%,綜合工況百公里油耗分別僅為4.9L和5.8L。

下面從技術角度來看看通用這兩款全新發動機都有哪些黑科技藏身?

1

雙噴射技術

作為這兩款新發動機的最大亮點,通用全新的「智能雙噴DPI」技術是全球首次將雙噴射技術使用在渦輪增壓發動機上。不同於傳統電噴一個氣缸一個噴油器,新發動機採用一個氣缸兩個噴油器。能夠實現更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率,可以減少燃油濕壁,使噴射的燃油更多地參與燃燒,改善燃油經濟性,降低油耗和排放。

其次,噴油器可以在需要的時候開閥噴射,冷卻氣缸的混合氣從而抑制爆震。而為什麼沒有採用時下流行的缸內直噴?誠然,缸內直噴對於冷卻混合氣抑制爆震、精準噴油提升燃燒效率都有著一定的益處,但低負載時的微粒排放和後期帶來的積碳問題也都是不容忽視的存在,因此雙歧管噴射可以說是較為經濟實際的折中辦法。

2

電控泄壓閥+低慣量渦輪增壓技術

相比傳統氣動增壓器,電控泄壓閥不僅更加精確和快速地建立增壓壓力,而且可以降低小負荷泵氣損失,從而提升低速扭矩,得到快的增壓響應,改善油耗。

同時,低慣量渦輪增壓技術最大程度上改善了傳統渦輪增壓發動機動力輸出反應滯後的痼疾;通過低慣量渦輪解決了遲滯問題。使其在1700轉時即達到峰值扭矩,滿足低轉速大扭矩驅動;更來更快的瞬態響應。

3

中置式DVVT

全新的Ecotec發動機採用了中置式DVVT雙可變正時系統,通過電磁閥直接布置在凸輪軸上,縮短油路長度,大幅提高相位器響應速度,從而可以更迅速響應氣門最優開啟時刻,進排氣門相位都可以獨立控制,控制發動機在高低轉速均能地保證最佳進排氣效果。可以看到,燃油經濟性的提升是不斷通過各個零部件的共同作用達到聚沙成塔的效果。

4

DLC活塞塗層

活塞環採用了低張力DLC塗層,DLC即為類金剛石的非晶態薄膜,具有比鋼材更高的硬度和耐磨性但摩擦因數卻很低,相比一般PVD塗層,硬度提升了100%,耐磨性提升了80%

5

緊湊、輕量化設計

全新一代Ecotec發動機採用全鋁結構的緊湊設計,同時將排氣歧管集成在缸蓋上的一體化設計,使整體布置更為緊湊,達到更好的輕量化效果。

缸體和缸蓋上下分離並設置兩個節溫器,能夠更精準高效地控制溫度。缸體的節溫器在發動機冷啟動時關閉,加快暖機改善排放。相比傳統的縱流式,缸蓋採用橫流式冷卻可以使冷卻液同時流經各個氣缸降低關鍵區域熱負荷。

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——電控/電路/乾貨/課程

全新一代Ecotec發動機在設計階段就改變了傳統的家族系列設計概念,放棄傳統的發動機通過缸徑衝程改變實現排量變化,而採用通過最優的單缸燃燒,最優單缸結構來搭建模塊化平台,在以後就可以像搭積木一樣設計各種排量的發動機。

具體到這1.0T/1.3T發動機上,全方位的緊湊設計和全鋁結構讓整體的質量實現大幅減重。將排氣歧管集成在缸蓋上的一體化設計,能夠有效減重1-2kg,增壓器和三元催化器緊湊布置,有效提升了排放水平,尾氣處理效率更高。進氣歧管運用了符合材料,使得1.3T發動機相比現款英朗搭載的1.4T發動機的質量下降20%,達到25kg。

6

靜音、減振技術

三缸發動機在減震及靜音方面的表現是目前用戶最為關心的問題,通用在新發動機上採用了鐘擺式雙質量飛輪,在傳統的雙質量飛輪上增加一個吸振器,其中的呈鐘擺型的離心擺往複作用,反向抵消並削減了從來自發動機側主動飛輪的扭轉振動,進一步抑制輸出給整車的振動。

飛輪作為連接發動機和變速箱的「中介」,不僅傳遞著力矩也傳遞著震動。鐘擺式雙質量飛輪是在傳統的雙質量飛輪上增加一個吸振器,呈鐘擺型的離心擺往複作用,反向抵消並削減了從來自發動機側主動飛輪的扭轉振動,使得變速箱能夠工作在更平穩的環境中,對於減震降噪有著明顯作用。

類似於鐘擺式雙質量飛輪、無聲平衡系統等,工程師做了許多工作來消除三缸機的一階不平衡力矩,一共有12項,包括靜音正時鏈條、雙層式油底殼、油軌加裝聲學罩等等。對於這兩台發動機的NVH性能,我們期待實車的表現。

小編結語

為了應對日益嚴苛的環保法規,發動機經歷了一系列技術升級,六缸變四缸,四缸變三缸......三缸發動機由於在一開始便給人們差的錯覺,因而如今車企發展三缸機無疑是一次巨大的冒險。但不可否認,隨著大量資金和工程師們心血的投入,三缸機在未來也一定可以被人們所接受,讓我們拭目以待。

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