日前,成功举办了十五年的“中国心”十佳发动机评选公布了2020年度获奖名单,通用第八代的Ecotec 2.0T可变涡轮增压发动机成为获奖发动机之一,别克昂科旗参数图片)也成为其推荐车型。
在新能源汽车发展“声势浩大”的当下,以内燃机为主要动力领域的评奖似乎影响力大不如前,也不再是网络上媒体们追逐的热点。但是在国内汽车销量的现实世界里,2020年的前十个月,新能源汽车销量还不到乘用车汽车销量总量的6%,这大概就是互联世界的本质,那个呐喊最大的声音,往往并不是这样一个世界最线月底国务院发布的《新能源汽车产业高质量发展规划(2021-2035年)》中,将2025年新能源车销量与整体销量的占比目标从此以前的25%调整至20%。这其实也在透露着一个信号:在当前的市场和技术环境下,新能源汽车短期内还不具备完全替代传统内燃机汽车的条件。在未来10~15年内,以内燃机为传统动力的乘用车,依然会是市场的主流。
虽然新能源汽车代表着未来乘用车的发展的新趋势,但是从目前企业生存的角度来说,在内燃机领域依然值得给予较大的投入去发展先进的内燃机技术。而且,在当前内燃机排放法规、燃油限值的高标准及市场对动力性的高要求下,想要研发出一款各方面都很出色的发动机,对公司来说并非易事,因为从2020年全方面实施的国六B排放和低油耗标准对发动机要求更高,所以就很想要在2020“中国心”十佳发动机评选中突围,意味者比以往的难度更大。换句话说,现阶段优秀的发动机,相比国六排放以前的机型需要具备更先进的技术,更综合的性能才能脱颖而出。
首先是排放标准的提升,国六B的排放标准对发动机的燃烧质量发展要求极高,一方面要求发动机能更充分的实现燃烧,降低PN的量值(碳烟,不完全燃烧的产物),现阶段执行的国六第二阶段PN值控制比国五阶段严格了接近20倍。另一方面还要求发动机具备16万公里的耐久可靠性。
这就要求发动机既要将燃烧充分性做的更好,减少不完全燃烧产物的产生,同时需增加排气的后处理措施,比如增加GPF(颗粒捕捉器)等。但是这本质上都会对发动机的性能输出影响,降低发动机的功率和扭矩响应速度等。
其次,第四阶段油耗限值要求企业平均油耗要降低到5L/100km,而消费市场却对汽车的动力性要求慢慢的升高,B级轿车的百公里加速普遍已经跑进了8s俱乐部,低油耗、高排放标准与高性能输出之间有着本质的矛盾,如何让一款发动机同时满足以上要求,需要大量新的技术来实现。
那么现阶段优秀的发动机,需要发动机不偏科,既能满足排放要求,还能平衡燃油经济性和动力性。所以,现阶段发动能获得“中国心”十佳的评价,一定是具备了更高技术上的含金量的机型
这里我们大家可以拿通用这款获得2020“中国心”十佳的第八代Ecotec 2.0T可变涡轮增压发动机做个举例说明,这款发动机不仅能符合国六B的排放标准,动力输出性和燃油经济性也都有着不错的表现。
,“涡轮增压”技术大家都不陌生,这毕竟是目前内燃机领域公认的提升发动机输出性能的利器了,它能让小排量的发动机输出更高的功率、获得更好的动力响应。但是通用这个第八代Ecotec 2.0T发动机的涡轮增压器并不是常规的完全依赖废气来运转,而是采用了智能电动放气阀的涡轮增压器。
这种涡轮增压器可以在MAP全工况下都可以更智能、更精准地控制放气阀的开启时刻及开度,使得增压器可以更精准和快速的为进气建压,并能降低小泵体运转的负荷损耗,减少发动机做功损失,在性能上兼顾低速高扭矩和高速大功率,使得这款搭载于昂科旗的发动机可以在1500-4000rpm的宽广转速区间内持续输出350N·m最大扭矩,最大功率也达到了174kW,领先于同级别大多数车型,在昂科旗这种重达1.8~2.0吨的大型SUV上,其百公里加速也只需要8s多,足见其动力输出性的优异。
同时这种涡轮增压器还可以增加启动时排气温度,有利于催化器起燃和排放,提升排放的催化效率,促进排放标准的提升,实现了一举多得。
“可变”指的是这款发动机采用了可变缸的技术,具体来说就是可以让发动机根据功率的输出需求实现两缸和四缸的切换。而实现这个功能依赖的就是通用创新性开发的Tripower可变气门管理技术。
Tripower可变气门管理技术可以让这款第八代Ecotec 2.0T发动机实现三种工作模式:四缸高性能模式、四缸经济模式、两缸超经济模式。后两张模式可以分别将发动机的燃油经济性提升5%~15%。
。另外,Tripower可变气门管理技术对提升排放也有着一定的贡献,它更精准的控制了喷油量,减少了燃烧“量”的问题,而且减少了不充分燃烧的时间,本质上对排放也是贡献。
。通用这款第八代Ecotec 2.0T就在减少运转能量损耗上做足了功夫。
,通用给这款发动机搭载了ATM主动热管理系统,通过全球首创的电子水泵+电控球阀模块,可以让发动机实现快速暖机、机油加热、停机冷却的功能,从而精准的控制发动机的热损耗,提升发动机效率。
,这款发动机配备了全可变排量机油泵,相比传统机油泵,能够更好的降低油泵自身的功率损耗并且发动机的摩擦做功,实现了2%~5%的降耗。通过一系列的降能耗策略,让这款发动机的燃油经济性非常有竞争力,在搭载于别克昂科旗这款大型旗舰SUV时,百公里综合油耗最低仅为7.4L,这也是为什么这款车型成为2020“中国心”推荐车型的原因之一。
提升发动机排放的标准,控制碳烟的排放,本质上来说就是在原有发动机技术的基础上改善发动机的燃烧质量,让油气混合气体得到更完全的燃烧。
目前主流的两种技术分别是采用复合喷射技术和35Mpa高压直喷技术,前者以大众、丰田为代表,后者以通用为代表。但是复合喷射技术只能解决发动机低负荷阶段的PN控制,不能有效解决高负荷阶段的PN控制,这就使得采用这类技术的发动机在国六阶段只能通过控制高负荷阶段的喷油量来控制PN,其结果就是发动机性能会下降。
而35Mpa高压直喷技术则可以同时兼顾发动机高低负荷时的PN控制,它可以让发动机实现更好的燃油雾化,其燃油粒子的平均直径达到8微米,使燃烧更加充分,热效率更高,从根本上解决燃烧质量的问题。目前宝马等欧洲车企,也在朝这个方向去转变。
。比如提升燃油蒸汽进入进气系统的速度,让其更快的参与燃烧,就能够更好的降低蒸发排放。通用就全球首次将主动电控碳罐泵进行搭载,应用在这款第八代Ecotec 2.0T上。让其蒸发排放大幅度降低67%,使得它的排放标准不仅满足了国六B,还满足了全球最严厉的加州蒸发排放法规要求。
再比如让进气的量和时间控制的更精准,也是有效提升燃烧效率的方法。通用就在这款发动机上采用了中置式DVVT进排气双可变气门正时系统。通过气门与相位之间的精准配合,可以精准控制进排气,让发动机更长时间工作在高效率区间,提升燃烧效率和燃油经济性。
通过以上分析,我们会发现搭载于别克昂科旗的这款八代Ecotec 2.0T可变涡轮增压发动机的正向开发策略。首先是整体的技术架构是涡轮+可变缸的大方向,确保其行业大方向的领先性,其次通过对其他细节上实现智能化的精准控制,比如进气的精准性、燃烧的充分性、热管理的精准性、润滑系统的能耗损失等,进行查漏补缺,让这款发动机的各方面都趋于完美平衡,整体达到行业领先的水平,从而一举获得2020“中国心”十佳的青睐。昂科旗的这款八代Ecotec 2.0T可变涡轮增压发动的技术方向,也是目前行业内解决中大型SUV在平衡性能、燃油经济性和排放的最佳答案之一。
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