汽車內(nèi)燃機發(fā)展至今已有100多年的歷史,經(jīng)歷了無數(shù)人的智慧和汗水,每個工程師都竭盡所能,致力于發(fā)動機性能的提升。
把時間撥回到二十世紀初期,為了滿足駕駛者對速度的追求,凱迪拉克就率先推出了行業(yè)內(nèi)的第一臺V8發(fā)動機,大幅提升了產(chǎn)品性能。
到上世紀六十年代,通用旗下的奧茲莫比爾第一個將渦輪增壓器應(yīng)用到量產(chǎn)汽車上,使得V6發(fā)動機可以實現(xiàn)V8的性能,四缸機可以達到六缸機的性能,開啟了汽車行業(yè)的嶄新時代。
再到二十世紀末,通用汽車匯聚全球最優(yōu)秀的工程技術(shù)人才開發(fā)了Ecotec系列發(fā)動機,以滿足消費者日益增長的對低油耗、高性能、低排放的要求。
如今,Ecotec 發(fā)動機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于通用汽車旗下的眾多車型,并且曾經(jīng)連續(xù)四年榮膺“沃德十佳發(fā)動機”的稱號,成為通用汽車旗下最著名、最成功和最受推崇的發(fā)動機系列之一。
最近,通用汽車通過整合全球優(yōu)勢資源,薈萃先進驅(qū)動科技,并依托全球領(lǐng)先的智能制造和高標準全球供應(yīng)鏈,全力打造了第八代Ecotec發(fā)動機系列。
在眾多領(lǐng)先科技中,相當于上帝視角的單缸最優(yōu)理念,直接決定了這臺全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機的表現(xiàn)。
不太了解的朋友可能會疑惑,單缸最優(yōu)到底是什么理念,竟引起內(nèi)行外行的一致褒獎?其實單缸最優(yōu)理念是包含了以下四個維度:
單缸排量最優(yōu)、單缸設(shè)計最優(yōu)、整機效率最優(yōu)、整車匹配最優(yōu)!
一、單缸排量最優(yōu)
汽車發(fā)動機在經(jīng)歷百余年的氣缸數(shù)量和排量的比拼之后,大氣污染、資源匱乏,殘酷的現(xiàn)實讓眾多汽車工程師不得不改變研究的方向。
節(jié)能減排、保護環(huán)境成了現(xiàn)在研發(fā)的首要考慮因素?!坝窒腭R兒跑,又想馬兒不吃草”,只能在缸數(shù)和排量上進行深度挖掘。
那么問題來了:如何準確地控制四缸發(fā)動機的單缸排量呢?
單缸排量和整機的關(guān)系,打個形象的比喻,大家都知道短跑最厲害的當屬飛人博爾特,如果在4×400的接力賽中,每個隊員都是博爾特,那么這四個博爾特小組無疑是最強的。
因此,要讓整個發(fā)動機排量達到最優(yōu),首先得讓每個缸的排量達到最優(yōu)。
行業(yè)普遍認為,2.0T發(fā)動機單個氣缸在0.33-0.5L時是最優(yōu)排量區(qū)間,同級2.0T發(fā)動機沒有深入研究,不能精準控制,實際容積從0.35-0.6L都有覆蓋。
工程師通過不斷的試驗,發(fā)把單缸排量控制在0.5L時,注意,不是0.48也不是0.49,而是精準地控制在0.5L,就可以實現(xiàn)整機最佳的燃油經(jīng)濟性,從而達到動力性和燃油經(jīng)濟性的平衡。這就是單缸排量最優(yōu)。
所以說,凱迪拉克這臺全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機在單缸排量的控制上實現(xiàn)了四個博爾特,和同級發(fā)動機相比,已經(jīng)贏在了起跑線上。
二、單缸設(shè)計最優(yōu)
在通用第八代Ecotec發(fā)動機系列的設(shè)計上,工程師不僅僅局限于單缸的容積、排量,還通過不斷地優(yōu)化單缸缸徑、活塞沖程來調(diào)整最佳沖程比,使其能達到最佳的輸出效果。
凱迪拉克這臺全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機燃燒室采用最佳沖程比,簡單點講,活塞沖程>缸內(nèi)直徑為長沖程,長沖程占用面積小但功率弱且機頭高,發(fā)動機偏向于扭矩輸出?;钊麤_程<缸內(nèi)直徑為短沖程,短沖程占用面積大但功率強且機頭低,發(fā)動機偏向于功率輸出。長沖程和短沖程各有優(yōu)缺點。這款全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機則找到了二者之間的最佳平衡點,實現(xiàn)了功率、扭矩、體積、高度、效能兼顧。
通用工程師對此發(fā)揮精益求精的精神,在結(jié)構(gòu)細節(jié)上的設(shè)計和燃油噴射的角度、方式等方面,通過不斷的試驗、調(diào)校,發(fā)現(xiàn)活塞頂采用凹弧面設(shè)計、進氣道角度與燃燒室頂面平滑過渡能提高湍動能,在高壓直噴下使燃燒更加充分,從而實現(xiàn)燃油經(jīng)濟性和動力的大幅提升。
三、整機效率最優(yōu)
如果說通用式的精神為全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機提供了一個好的支持,那么創(chuàng)新式地加入智能電氣化技術(shù)絕對可以稱得上是對這臺發(fā)動機性能的又一次提升。
所謂牽一發(fā)而動全身,通用第八代Ecotec發(fā)動機在單缸策略最優(yōu)的基礎(chǔ)上,還實現(xiàn)了整機技術(shù)集成、匹配最優(yōu),即增壓、進排氣、熱管理系統(tǒng)完美協(xié)調(diào)。
為了遵循單缸最優(yōu)理念,達到整機效率最優(yōu),在打造這臺發(fā)動機的時候加入了多種智能電氣化技術(shù),比如創(chuàng)新運用Tripower可變氣門管理技術(shù),搭載首創(chuàng)的三段式滑動凸輪軸,采用智能多級控制,根據(jù)實時工況智能選取最佳氣門升程。
根據(jù)實時工況適時切換四缸高性能模式、四缸經(jīng)濟模式和兩缸超經(jīng)濟模式。在兩缸經(jīng)濟模式時,首次采用的主動燃油管理技術(shù),可將發(fā)動機供油量減半,從而節(jié)省多達15%的燃料,既保證了動力又控制了油耗。
除此之外,全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機還搭載了ATM主動熱管理系統(tǒng),隨時保持發(fā)動機各個部件的最佳工作溫度;全球領(lǐng)先,國內(nèi)率先在豪華品牌上的使用35MP燃油噴射系統(tǒng),滿足燃油系統(tǒng)更高壓力需求,既保證了排放、提升了動力,還控制了油耗,一舉三得。
加上雙渦道單渦輪增壓器、全鋁缸蓋集成排氣歧管等前沿驅(qū)動科技的輔佐,從技術(shù)上深掘發(fā)動機的潛力,再一次體現(xiàn)了通用工程師精益求精的精神。
四、整車匹配最優(yōu)
通用工程師精益求精的精神不僅體現(xiàn)在單缸排量精準控制、結(jié)構(gòu)細節(jié)上的設(shè)計以及智能電氣化技術(shù)的創(chuàng)新運用,還進一步考慮到了整車的匹配。
與絕大多數(shù)廠家把研發(fā)出來的發(fā)動機直接分配到旗下多個車型上,只做簡單意義上調(diào)整不同,通用針對整車情況做出更多的細節(jié)調(diào)校和匹配。
在整車開發(fā)時,綜合考量重量控制、布置優(yōu)化、性能表現(xiàn)等需求,最終達到發(fā)動機和整車的最佳匹配,從而使消費者能更加直觀地感受到發(fā)動機在動力響應(yīng)速度、強度、油耗、NVH等各個方面的提升。這種提升可以說是由點及面、由小到大的全新升級。
同時,也得益于上述眾多智能電氣化技術(shù)的加持,配合電動排氣閥增壓、進排氣道結(jié)構(gòu)、渦輪角度優(yōu)化以及融合式的匹配,使得整機的熱效率、排放、峰值扭矩和輸出功率都得到了完美的體現(xiàn)。
五、四大最優(yōu)鑄就全新2.0T發(fā)動機優(yōu)秀表現(xiàn)
綜上來看,全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機通過上述四個最優(yōu),實現(xiàn)了動力、油耗、排放、NVH乃至操控的完美平衡。
何稱完美?還得從數(shù)據(jù)上體現(xiàn)。
凱迪拉克這臺全新2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機可以爆發(fā)出同級最優(yōu)的177千瓦最大功率,并在1500-4000轉(zhuǎn)/分鐘的寬廣扭矩平臺內(nèi),輸出高達350?!っ椎姆逯蹬ぞ兀?-100公里/小時加速時間僅需7.6秒。
特別是油耗方面,比上一代機型足足降低了4.6%-9.1%,整體水平已經(jīng)排在了行業(yè)的前沿。
如此優(yōu)秀的表現(xiàn),充分驗證了四大最優(yōu)的作用,但是歸根結(jié)底,也離不開通用工程師對產(chǎn)品的苦心研發(fā)和完美追求。這款優(yōu)秀的產(chǎn)品現(xiàn)在搭載到凱迪拉克XT4上,實力出眾,C位出道,在國內(nèi)SUV市場中脫穎而出也只是時間問題。
來源:蓋世汽車
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