引言:“根据乘用车第四阶段标准,汽车企业平均燃料消耗量需要在2015年达到6.9L/100km的目标,到2020年则要实现5.0L/100km的平均油耗目标。平均油耗标准将成为高悬汽车企业头顶的达摩克利斯之剑。 在汽车消费的未来数年内,汽车动力电池或者燃料电池在技术和成本(每千瓦时高达250美金)上如果不能取得革命性突破,主流依然还是传统车和混合动力。而在实用、价格亲民的电动车和混合动力车型尚未成为市场主流之前,企业想要满足日益严苛的油耗标准,唯有对车辆的各个系统通过不断的技术革新来提升燃油经济性,其中高效小排量发动机、自动启停技术、轻量化设计等等都是行业关注的焦点。
对于消费者而言,如果一辆车既马力强劲,又油耗低,那无疑就是Dream Car。稍微关注汽车的读者们都会听过本田地球梦发动机和通用的Ecotec发动机绿色科技。今天我们就来先聊聊通用的Ecotec发动机。 提到美系车,很多人都会将其与高油耗划上等号,这与早期美国油价低廉和muscle式的汽车文化有一定关系。但是随着消费者对于环保、节能概念的提升,各国执行企业强制油耗的规定,以及通用全球化的汽车战略,经过6年研发,通用在2000年推出了第一代2.2L的Ecotec发动机,开启了美系车动力与油耗并举的时代。在2009年之前6缸、8缸机流行的年代,通用凭借3.6L 以上大排量V型发动机多次获得“沃德十佳发动机”称号,之后数次又以L4缸 Ecotec系列发动机当选;在国内也7次摘得“中国心”十佳发动机的桂冠。
2014年3月,通用汽车发布了全新一代Ecotec小排量发动机战略,共推出了11款产品,排量覆盖1.0L至1.5L区间,最大功率从56kW到123kW,峰值扭矩从95Nm到250Nm。同时发动机结构也能够兼容混合动力系统和其它混合燃料。而全新的模块化设计降低了生产复杂性,提升了Ecotec发动机系列在全球市场不同产品的适应性。目前,已经上市的包括1.4T/1.5T/1.5L三个排量的发动机,应用在上汽通用旗下的新一代车型上。
那么,这一代Ecotec系列发动机有着什么样的核心技术?我们就来拿目前搭载在通用主力车型别克昂科威和威朗上的Ecotec 1.5T SIDI直喷涡轮增压发动机聊聊。
首先,我们看看这款Ecotec 1.5T的参数:最高功率124kW/h,169ps马力,在1700rpm-4400rpm可输出250Nm的最大扭矩。
如果大家对这个参数没什么概念的话,我们来看看几组对比参数:
通过这组对比我们发现,通用这款 Ecotec 1.5T在扭矩和功率上都要强于大众目前最经典EA888 1.8T和本田CRV的2.0L,而大众的EA888 1.8T则主要搭载在热销车型途观上。 接下来再来看看,Ecotec 1.5T是通过哪些技术与更优化的设计实现了高性能低油耗的。
通用Ecotec的缸内中置直喷
同级别车型采用的喷油嘴偏向进气口侧的缸内直喷 缸内中置直喷技术 这从上面的两张图我们可以很明显地看到,Ecotec 1.5T是一款缸内直喷发动机,不同于其它侧置缸内直喷;工程师们巧妙的将喷油嘴设计在气缸顶部中间的位置,使燃油以相等的距离喷进气缸,这样便可使燃油雾化更均匀,提高燃油经济性,同时更充分的燃烧也减少了废气了排放。
变排量机油泵 Ecotec 系列发动机上的可变排量机油泵,能根据发动机工况自动调节机油流量,减小了在低速时过剩的机油压力,降低了发动机的负载;配合DVVT进排气连续可变气门正时系统使发动机低转速更敏捷、高转速时更强劲。
轻量化设计节 油降耗不只体现在提高效率方面,减轻发动机本体的重量也是每一款优秀动力“心脏”的必修课。Ecotec 的缸体大量采用铝合金,加上工程师将双顶置凸轮轴缸盖和排气歧管集成在一起,相比其它分离式设计相比,通用这款Ecotec 1.5T整体重量相比同级别涡轮增压发动机轻16kg,显著减少了负荷。 这三点让通用的全新一代Ecotec发动机大大提升了燃烧效率,说得通俗一点,一群吃着同样草料的马,Ecotec消化吸收更好,能量的转化率更高,跑得更快更远。 当然,燃烧效率再高的发动机,也需要匹配一台传递效率高的变速箱来实现高效动力传输。上汽通用近期推出了全新的7速DCG智能启停双离合变速箱。这款变速箱历经425万公里严酷环境测试,并根据中国用户习惯进行了优化,使动力传递更高效,从而更充分地发挥Ecotec的高效率。 Ecotec发动机还有一个值得一提的绿色科技是与之配合的自动启停系统。上汽通用在2017年所有车型将会配备自动启停,自动启停究竟好不好?Ecotec和自动启停配合的控制策略是什么?
在回答这两个疑问前,先来聊聊启停系统。启停技术在诞生之初优点和缺点一样明显。 优点有以下几点: 1、城市工况可以节省5%~10%左右的燃油,拥堵工况节省燃油最高达到15%; 2、高效环保,红绿灯等熄火状态尾气排放为零;同时减少发动机怠速磨损,延长发动机寿命; 3、堵车不堵心,在红灯及长时间堵车时,给驾驶者带来一份宁静与安逸; 4、启停车型一般会配备车载电池电量监测预警,不用担心电池没电出现的麻烦了。 启停的缺点主要集中在以下两点: 1、启停的反复开启会加速启动机的磨损和电池的损耗; 2、起步时会出现迟滞以及启动瞬间发动机带来的车体抖动,影响驾驶质感; 来看看上汽通用(以昂科威为例)在克服自动启停缺点上都做了哪些功课? 首先、增强硬件 昂科威的自动启停所配备增强型AGM电池(目前国内只有少数高端品牌使用),是普通电池使用寿命的三倍,在发动机停止工作时,可以通过强大的AGM电池系统来保证能量供应,使得制动助力、转向助力、灯光等持续工作,并可以依靠大量的车载感应器带来的监控数据,在严密的控制逻辑下确保所有行驶机能正常运作,以保证对驾驶安全不产生任何影响。其次,采用的增强型启动机的寿命为35万次,而普通启动机为10万次,这也在第一步解决了附件的使用寿命问题。 其次,优化驾驶感受 昂科威这套自动启停系统在启动发动机的瞬间,通过发动机支架和副车架的橡胶软连接将振动过滤得很轻微,自动启停的过程几乎感觉不到发动机的振动。 最后,全面优化的控制逻辑 我们再来说说昂科威自动启停的控制逻辑。触发这套自动启停的条件就是深踩制动踏板,在车停住2s左右就会介入,发动机熄火(这是由昂科威的防锁定系统的车轮转速传感器在发现车速为零的时候反馈给启停的一个工作信号;这是一种为安全着想的控制逻辑,它不会因为你在高速行驶时深踩踏板就切断动力而造成交通事故)。停车时一直踩着制动踏板,发动机就会保持关闭。只要松开刹车,或者转动方向盘,发动机又会马上自动点火,立即又可以踩油门起步,整个过程都处于D档状态,昂科威这套智能启停的响应速度也很快,时间在400毫秒之内。 或许有些人会有这样的疑惑:在夏季长时间等红灯时,发动机熄火,空调没有动力会不会影响舒适性?昂科威的自动启停控制策略结合了室内温度传感和电池能量传感器。在等待时间过长而造成车内温度高和电池能量不足时,启停会自动启动发动机,这一点上这套自动启停设计的非常人性化。
总结:当然,如今的汽车节油工程,已经不仅仅局限在对动力总成的优化,而是要将工作深入到车辆的每一个细节之中,优化的空气动力学设计、轻量化的高强度车身、变频分区空调、低滚阻轮胎等都是上汽通用的节油“法宝”,为行业树立了节能减排的新标准。
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