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高效内燃机的节油大法,你真的都了解吗?

2019-12-10 16:55:45    来源:    我来说两句()
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 距离全国正式实施国六排放标准仅剩不到一个月的时间,这个号称“史上最严”的排放标准,无疑是对各大汽车主机厂的一项考验,它的实施需要车企们无限接近甚至实现“又要马儿跑,又要马儿不吃草”这个终极命题,其中不少成员至今还未推出国六车型,面临着即将停售的命运。  

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强压之下,为了实现节油减排的目的,各大品牌纷纷转投高效小排量发动机的怀抱,而在所有车企之中,上汽通用的步伐速度显然是最快的。从2017年10月至2019年7月,其高效小排量发动机的销量高达64万台,位居主机厂首位,装配车型囊括了轿车、SUV、MPV等多种车型,且及时满足了国六排放标准,此举受到了消费者们的一致好评。而之所以能获得市场的良好反响,与通用研发的第八代Ecotec发动机的搭载自然是不无关系。

研发标准领先行业数年

今年7月1日多省市宣布提前实施国六排放标准,如此猝不及防的“突袭”令很多品牌一时间难以适应,反观通用则早已有备无患,国五国六车型完美切换,并未产生任何青黄不接的“尴尬期”。

之所以能够从容应对,是因为其实上汽通用的研发理念甚至还早于行业标准数年。众所周知,国六排放标准最早的发布时间是2016年5月,而第八代Ecotec发动机开启早期燃烧系统及构架研发是在2013-2014年,也就是说第八代Ecotec发动机的排放标准设定早于国六标准发布两年,领先行业四年时间,这也是其轻松满足国六b的原因。

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第八代Ecotec发动机系列,是首批面向全球最严苛排放标准正向开发的发动机,节油减排的理念从初期设计就已经开始发挥作用。这一代Ecotec1.0T/1.3T引擎燃烧室采用蓬形构造,并对气缸盖和活塞顶部的形状进行了更加精细化的处理,使整体结构更加紧凑,充气效率更加提升,燃烧更加充分,热损失减小,最终达到热效率提升,油耗降低的效果。另外,第八代Ecotec的缸体部分不再延用铸铁设计,改用更加轻质的铝合金材质,整机重量下降了25公斤,对提升动力表现和油耗表现都做出了不少的贡献。

值得一提的是,此次的Ecotec1.0T/1.3T引擎已经全面采用超低摩擦设计,包括全新开发的减摩涂层技术、可变排量技术、滚动减摩技术、智能油温管理技术、节能机油、轻量化设计、高效传动技术等,摩擦损失比上一代发动机改善10%至15%,来增加引擎动能,减少损耗。

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气缸缸体内部燃油与空气的比例被称为空燃比,这个比例决定着车辆的排放以及燃油经济性,因为如果燃油过多,空气较少会导致无法充分燃烧;反之,燃油过少会使得车辆动力输出降低。针对空燃比,通过优化混合气体加浓策略将气缸内的空燃比增加,通用的第八代Ecotec发动机在提升整个动力系统输出的同时保证优异的燃油经济性和排放标准的达标。

不仅如此,第八代Ecotec发动机全球首次应用的主动电控碳罐泵、1.0T首次搭载的EGR高压水冷废气再循环系统,有效减少了蒸发排放、燃烧温度和泵气损失,为Ecotec发动机实现进一步降低排放污染物,节油减排的目标,起到了“画龙点睛”的作用。

七级“浮屠”凝汇节油高塔

在佛教中,七级浮屠是最高等级的塔。在国内汽车市场中,门槛极高、条件严苛的国六排放标准就好似浮屠上的塔尖,是每个车企追求的目标,但“高塔”的形成并非一蹴而就,需要层层的技术积累才可实现。通用所研发的第八代Ecotec也正是采用了多项全球领先技术,才登上了国六排放的节油高塔。

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一、一个建筑底层的搭建往往至关重要。为了确定Ecotec的排量,通用经实验数据中发现,单缸排量一旦低于0.33L,热效率就出现大幅衰减。单缸排量一旦超过0.5L,就容易产生爆燃等不完全燃烧的现象,综合考虑,小型发动机的单缸排量应当介于0.33L-0.5L之间,也就我们所说的“单缸最优”理念。因此,1.0-1.5L排量区间是高效小排量发动机最强动力区间。

二、第二层是国内率先应用的35Mpa高压直喷系统,该系统需要增加油轨壁厚,升级高压油管材料牌号和高效的高压油泵,满足燃油系统更高压力需求。系统压力由20MPa提升至35MPa,燃油粒子直径达到8微米,使燃油雾化效果更优,燃烧更加充分,换句话说就是事先排放的同时不会降低动力输出。

三、第八代Ecotec全球首创采用电子水泵+电控球阀模块组成的主动热管理系统,ECU直接控制水泵转速及智能热管理模块的球阀角度,精确控制冷却系统各环路的流量,进而满足对系统热量的精确管理,实现快速暖机,机油加热,停机冷却的功能。

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四、其次是电动放气阀涡轮增压器,该增压器能更精准地控制放气阀的开启时刻及开度,达到精准控制增压压力,降低小负荷泵气损失,改善油耗表现。

五、上文也提到过,缸体已由铸铁改为铝合金材质,同样更改的还有集成排气歧管,整体布局更加紧凑,减重的同时提高引擎加速响应,在减排之余避免了动力层面的削弱。

六、VVT系统可调节凸轮轴相对曲轴的相位,改善引擎燃烧效率。此外还有TA(torsional assistant,利用凸轮轴的扭矩波动作为助力)、CTA(camshaft torque assistant,凸轮轴扭矩驱动)技术保证引擎在任何情况下保持良好的燃油经济性。

七、2.0T的Ecotec发动机配有 Tripower可变气门管理技术,此技术由滑动凸轮轴、执行器、位置传感器、燃油喷射系统和电子控制单元组成,可以根据发动机当前转速、油门踏板位置来选取最佳气门升程,实现了发动机工作期间的平滑切换,提高整车燃油经济性。

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写在最后:冰冻百尺,非一日之寒。水滴石穿,非一日之功。通用完美切换国六排放,触及节油“高塔”的背后,是对行业前行方向的准确预测,是多年先进技术的沉淀积累,是其百年造车历史的丰富经验。时至今日,走在高效内燃机前列的通用,即将摆脱美式高油耗、高污染的固有印象,以全新的品牌形象,走向世人。

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