►2014年,通用在國内引入了新一代小排量Ecotec發動機,分别為1.4T、1.5T和1.5升,代表性技術為頂置直噴。僅僅3年之後,通用又發布了更新的小排量渦輪增壓發動機,以1.0T替代了之前的1.5升,以1.3T替代了1.4T,且曾經最亮眼的頂置直噴被取消,改為了新一代上的雙噴射系統。
通用為何要推出更小排量的發動機,且為何要取消頂置直噴而以雙噴射取而代之?
通用汽車全新一代的1.0T和1.3T Ecotec發動機,最大輸出功率分别達到了92kW/170Nm與120kW/230Nm,這比原來1.5L和1.4T要高出15%以上,而且在新的智能電控和增壓技術加持下,達到最大扭矩的轉速大大下降。
比如,1.0T發動機在2000rpm即可輸出170Nm最大扭矩,而上代1.5L發動機則需要在4000rpm才能達到141Nm最大扭矩。
通用新一代發動機的智能雙噴(DPI),解決的就是這個問題。它不同于傳統電噴的一個氣缸一個噴油器,而是一個氣缸兩個噴油器。減輕燃油濕壁的原理,是通過兩個噴油器協同噴射,實現更大的噴射覆蓋面積,同時提高噴出燃油的霧化率。
這樣一來,燃油濕壁顯著減少,油耗和排放也就相應降低。所以,通用新一代小排量增壓發動機的油耗是不用擔心的。而動力如前所述,不僅沒有下降,反而提升了。,通用的新一代發動機為什麼能在性能和燃油經濟性上都得到提升呢?
/03/小排量性能還如何保障?下圖就是通用1.0T/1.3T新發動機和競品的參數對比。
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從表格可以看出,這些發動機的動力性能都不差,特别是标緻雪鐵龍的1.2T,标定的最大功率和扭矩分别達到了100kW和230N·m,寶馬的1.5T,扭矩方面略遜于标緻雪鐵龍的1.2T,但在1250轉時就已經能迸發出220N·m的最大扭矩。
達到如此高的性能,不同廠家都采用了各自的技巧,從參數來看,通用的1.3T在性能上已經大幅超越标緻雪鐵龍和大衆集團的1.2T,而新的1.0T和福特、本田的同排量機型也處于同一個檔次。這樣的性能是如何實現的呢?
首先,是高度智能化的發動機電控系統。
除了自動駕駛、車聯網之外,發動機電控系統的智能化,也是汽車智能化浪潮中的關鍵一部分。幾十年前電噴技術取代化油器,便是發動機智能化的一個裡程碑,大大提升了燃油的效率。
如今的發動機電控系統非常複雜,但目标卻一直未變,就是判斷發動機需要多少燃油和空氣,以及運轉時需要多少機油,就盡量在準确的位置、以準确的量進行提供,上面提到的雙噴系統和缸内直噴技術,都是以此為目的,隻是路徑不同、效果稍有差異。
除此之外,通用新一代小排量機器還采用了很多前沿技術,例如以電動渦輪洩壓閥取代了傳統的機械洩壓閥,能夠更精确、迅速地建立增壓壓力、降低小負荷泵氣損失。
中置大角度可變正時氣門系統,将電磁閥直接布置在了凸輪軸上,縮短油路長度,大幅提高相位器響應速度,從而讓發動機可以更好地“呼吸”,在高低轉速均能地保證最佳進排氣效果。
除此之外,在熱管理系統、啟停系統、點火線圈、可變排量機油泵及電子節氣門等處,這套新發動機都有着更加智能的技術和設計。
電控系統智能化,是在電子方面的舉措,為了提高發動機的效率,還需要在機械層面作出努力,這方面的關鍵詞,是集成化:
在介紹最新一代小排量發動機時,通用提到了一個很有意思的概念,就是“燃燒單缸最優”。什麼意思呢,就是之前廠商在研發發動機時,都是以發動機整體為單位進行設計,需要不同排量時,辦法主要是改變缸徑和沖程。
而在設計最新的小排量發動機時,通用的理念是追求單缸燃燒的最優化,實現不同排量的發動機都能在性能和品質上達到最優平衡。說直白點,這就相當于發動機的模塊化,寶馬最新的B系列發動機也是采用了類似的思路,不同的是寶馬的單缸排量固定在了0.5升。
發動機模塊化的優勢不言而喻,也是當前發動機研發的大勢所趨。
而在整機層面,通用新一代發動機進一步實現了緊湊集成化,通過全鋁結構、缸蓋集成排氣歧管、一體式鑄造缸體等等結構和材料的優化,大幅減輕了發動機的重量和體積。其中1.0T相比老1.5升減輕24公斤,1.3T相比老1.4T減輕25公斤。
最後,即便小排量發動機在性能和油耗方面都能讓人滿意,但消費者對他們似乎還是有着天然的成見,能否讓市場接受,關鍵就看它能否解決噪音、震動這兩個大問題。
目前市面上高爾夫1.2T、速騰的1.2T、思域的1.0T、寶馬的1.5T及福克斯、翼搏的1.0T等,上市之後已經經過了一段時間的考驗,迄今并沒有關于噪音、震動這方面的明顯問題。說明廠家在抑制抖動和噪音控制方面,已經有了充分的技術手段。
這方面,通用在新一代發動機中也做了很多努力,為了平衡抖動問題,采用了鐘擺式雙質量飛輪,在傳統雙質量飛輪上增加了一個吸振器,反向抵消、削減了來自發動機側主動飛輪的扭轉振動;而為了消除一階不平衡力矩,優化了彈性解耦但也,消除了齒輪齧合的敲擊。
而為了降低噪音,通用在渦輪增壓器、曲軸組件、凸輪組件、正時鍊條、油底殼、機油泵、發動機罩蓋等等部位都做了相應的靜音處理。
綜上,從通用目前公布的信息來看,這套1.0T和1.3T小排量渦輪增壓發動機,在性能參數上已經全面超越了即将被取代的1.5升和1.4T發動機,而在抑制噪音和抖動方面也通過一系列新技術提供了保障。
未來,這套新發動機将匹配通用新一代的7速DCG、6速DSS和6速MT等智能啟停變速箱,屆時英朗、科沃茲等車型在換裝新動力總成後,性能和油耗都有望得到改善。
最後說兩句
正如2.0T渦輪增壓發動機,取代了之前大量的六缸甚至八缸自然吸氣發動機,如今的1.0T、1.3T小排量發動機,也會進一步取代1.6升、1.5升甚至1.4升的發動機。汽車發動機小型化,已經是不可逆轉的潮流。
在保證性能的前提下,更小排量的發動機意味着更低的稅費,而降低的稅費也會直接反映在終端的售價上。除此之外,更小的體積、更輕的重量,本身也意味着更低的油耗。當然,小排量讓市場廣泛接受的前提,是廠家能夠讓它的性能、噪音、振動的表現做到出色的水平。
而如果廠家做到這一點的話,我們為何不積極地擁抱這一新潮流呢?
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