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魚和熊掌能否兼得?解讀東風1.0T發動機

日期:2018年8月31日 標簽:[行業新聞] 來源:轉載 訪問統計:3815
    隨著時間的齒輪轉到2018年,曾經中國品牌VS合資品牌的市場環境開始轉變,造車新勢力隨著2020年的逼近,在國內的汽車市場變得愈發活躍。“三國鼎立”之勢開始顯現,老牌的中國車企開始追求產品的多樣化發展,比如在新能源方面開發全新新能源架構,進行混動技術研發等,傳統動力方面也沒有放棄,小排量 三缸的動力系統已經悄然成型。
    東風汽車在昨天的發動機技術研討會上也發布了自己的最新動力系統——1.0L三缸渦輪增壓發動機。這篇文章我就跟大家介紹介紹這臺新發動機,順便跟大伙交流一下小排量發動機現狀,同時也歡迎各位網友聊聊自己的看法。
 
 
一、將會在2018款東風風神AX4車型上首次搭載
    東風乘用車在自主動力總成開發領域大約有10年的歷史。在2012年開發出第一臺1.6L自然吸氣發動機A16,隨后幾年開始高速增長,2014年開發了A14T渦輪增壓發動機,2016年研發出B20-I自然吸氣發動機(2.0L),這些技術的積累和團隊建設為今年誕生的這臺C10TD三缸渦輪增壓發動機打下了堅實的基礎。(東風的動力體系是以A、B、C、D進行劃分,其中A平臺時間較早已經完成,以后不再研發,目前主要擴展B平臺、C平臺,D平臺則屬于技術儲備類預研發。)
 
 
 
    據了解,這款新發動機將率先搭載在2018款的東風風神AX4上,隨后東風風神AX3也會搭載。作為一款新增車型,東風風神AX4 1.0T在外觀方面并沒有什么獨特的設計,依然保持了現有車型非常個性的外部造型。
 
 
    包括結構復雜的前大燈組、帶有鍍鉻邊框的碩大前霧燈、十分個性的后視鏡轉向燈造型,以及車門底部形狀非常獨特的黑色護板等,此外這款測試車還采用了目前僅AX3 1.6L最低配車型配備的16英寸單色輪圈。
 
 
    此外作為一款自動擋車型,該車的擋把造型也與在售的所有6DCT車型保持一致。根據現場工作人員的消息,1.0T版本的車型大約會在廣州車展跟消費者見面。
二、東風1.0T三缸發動機有啥技術特點?
  章節開始,我們先來看看這臺發動機的技術參數對比。
東風1.0T發動機與競品對比
名稱
東風1.0T
通用1.0T
本田1.0T
名爵1.0T
長安1.0T
最大功率(kW
105
92
92
92
86
最大扭矩(N·m)
215
170
173
170
180
最大馬力(Ps
142
125
125
125
116
注:東風C10TD分高、低功率版本,東風風神AX4匹配的是95kW/195N·m的低功率版本。
   作為東風汽車發動機家族的最新成員,東風的這臺1.0T發動機參數非常不錯,這顯然與這臺發動機的技術息息相關。
看完以下要點,本章節算讀完一半:
1、如何保證平順:雙質量飛輪配合曲軸配重平衡進行優化;
2、小馬拉大車如何避免:缸內直噴 小慣量渦輪增壓器;
3、如何降低油耗:可變排量機油泵 集成式設計(排氣)。
平順性及發動機NVH
    作為一臺三缸發動機,振動是不可避免的話題。由于三缸發動機結構的天然缺陷,例如點火間隔過長,并且相鄰的氣缸總是相繼點火做功。
 
 
『三缸發動機做功示意圖』
 
    這就對于發動機運轉的振動以及氣缸的冷卻提出了嚴苛的考驗,如果處理不好,那么3缸發動機就是一個“粗制濫造的便宜貨”。因此,如果要想讓3缸發動機得到認可,如何避免或者改善發動機的性能表現就是當務之急。
東風解決這個問題的秘密就在雙質量飛輪和優化曲軸配重平衡以及對發動機懸置的匹配。(注:無平衡軸)
 
 
    而在水平方向上的力則通過對發動機懸置(將懸置支架、附件支架進行位置點優化和高鋼度設計,降低振動)的調整共同完成。
    其次還有雙質量飛輪。雙質量飛輪可以有效抑制發動機運轉時的共振現象,同時降低發動機扭矩波動的傳遞,從而提升駕駛舒適性。
 
 
 
    看到這里,肯定會有朋友質疑,這種無平衡軸設計對雙離合變速箱車型的平順性是否會有影響,其實大家大可放心,NVH需要發動機和整車配合,我在后面的試駕過程中,進行了體驗,對于發動機運轉時的NVH水平比較滿意(尤其高轉區間),后面的駕駛部分還會跟大家說明。
動力輸出背后的支持
    動力輸出的背后,免不了渦輪增壓技術的支持。這臺發動機采用了如今主流的渦輪增壓 缸內直噴的解決方案,由于渦輪是由發動機的廢氣驅動,因此不可避免地會存在滯后性。而對于這樣一臺小排量發動機來說,如果渦輪不能盡快介入,那么它的性能將等同于一臺1.0L自然吸氣發動機,這對于駕駛員來說無疑不是什么好消息。為此,東風的解決辦法是采用了一顆小慣量渦輪,這樣它啟動起來就不會太困難,從而提升了發動機的響應速度。
 
 
   小慣量渦輪最大程度降低了渦輪遲滯效應,提升了發動機的響應速度。燃燒系統的開發也是提升輸出的重要因素。這臺發動機在進排氣道和氣門方面進行了優化,提高滾流比,優化高流量系數。
 
 
    如果把發動機比作奔跑的人,除了體力,呼吸是影響其奔跑的另一個重要因素。發動機作為油加氣體反應后做功的機器,對“進排氣”的控制至關重要。這臺1.0L渦輪增壓發動機采用了目前十分主流的DVVT系統。
是的,DVVT確實已經是如今的主流配置,從硬件組成上說也沒什么新意,但對小排量發動機來說,通過調節進排氣門開合時機以獲得在不同轉速區間的最優化性能是十分必要的。
 
 
 
如何達到國六b排放?
    比歐六更嚴苛的國六b排放標準讓很多車企頭痛,但東風的工程師卻坦言,新的排放法規對這臺1.0T發動機完全沒有影響,這主要跟其燃油經濟性上的技術有關。
首先是集成式排氣技術。與上文提到的小慣量渦輪、缸內直噴一樣,集成式排氣歧管也是非常主流的結構設計。
 
 
除了集成式排氣,變排量機油泵也能提高燃油經濟性。
 
 
 
    作為目前發動機小型化的又一支新勢力,東風的C10TD無論從技術還是設計都非常主流,甚至可以說先進。它的出現也從側面表現出東風其實并沒有被“主流”的新能源風向左右,他們依然沒有放棄傳統動力的研究。東風的技術人員坦言,他們認為內燃機不會過時,并且還有很大潛力可挖,比如稀薄燃燒、可變壓縮比等技術,當這些技術完全成熟,內燃機甚至可以媲美混動系統。
三、簡單試駕及發動機工廠情況
    這次活動其實還有一小段駕駛體驗,不過駕駛的時間很短,項目只有百公里加速,距離也很近,我向大家簡單介紹一下。
    我把這次簡單的體驗分為兩部分,一是動力、底盤部分,第二個是車內噪音部分。我們先說說實際動力體驗。小排量發動機有很強推背感是不現實的(此結論僅限于量產車),哪怕是渦輪加持也不會很明顯,這臺1.0T的東風風神AX4同樣如此。因為在1500rpm渦輪開始介入,所以從靜止到節氣門全開,前20%的行程不會帶來很強的動力輸出,基本跟普通的1.5L自吸發動機感覺類似。
 
 
    因為跑道較短,只體驗到了100km/h,可以明顯感覺到80-100km/h動力攀升會稍慢一些,根據我之前試駕的其他1.0T車型經驗來看,100km/h之后會比較疲軟,這也是目前小排量的弊端。
 
 
    總體而言,你可以完全把這臺東風風神AX4 1.0T版本當成一臺1.5L的自然吸氣車來駕駛,平順的加速體驗和動力表現在城市道路沒有任何問題。
 
 
    實話說,這臺車噪音的表現比動力更好,說白了就是NVH更出色。如果你細心觀察,我們會發現小排量發動機在中高轉速時,“聲音”和“震動”會同時上升,尤其聲音會變得尖銳。
 
 
最后,簡單跟大家介紹一下發動機工廠的情況。
    目前1.0T發動機在東風的技術中心園區進行生產,整個生產車間具有比較高的自動化率。其中裝備了大量機械手和AGV自動小車,在提高生產效率的同時也能進行更精準的生產管控。
 
 
 
    加工后的缸體會被送去清洗,這個工廠采用了全封閉高壓清洗機,機械手會對部件進行全方位清洗,并由切削液系統進行集中處理,減少二次污染。組裝完畢后,發動機整機首先會進行全自動氣密性測試,確保發動機的機油腔及冷卻液腔無泄漏。再進行冷車測試,發動機在冷試工位上被被電動機帶動運轉,測試其運轉狀況是否正常,各部件間配合正常與否。通常檢測通過之后還需要進行點火啟動測試,這就是所謂的“熱試”,不過在這里用冷試進行了替代,更為節能環保。
   全文總結:小排量三缸發動機是車企達到節油排放要求最直接有效的解決方案之一,而它也是一眾傳統車企由傳統燃油車向混合動力車型過渡的主要力量。從技術層面看,小排量三缸發動機雖然存在一些噪音、振動方面的先天劣勢,但隨著更先進的技術(雙質量飛輪、橡膠減振齒輪、平衡軸等)引進,影響駕駛體驗的短板正在縮短;從政策層面看,小排量有助于拉低企業平均油耗,雙積分政策雖然不是推動車企發展小排量的唯一原因,但也存在著不可忽視的影響。(圖/文汽車之家冷曉陽)

 

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