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鱼和熊掌能否兼得?解读东风1.0T发动机

日期:2018年8月31日 标签:[行业新闻] 来源:转载 访问统计:194
    随着时间的齿轮转到2018年,曾经中国品牌VS合资品牌的市场环境开始转变,造车新势力随着2020年的逼近,在国内的汽车市场变得愈发活跃。“三国鼎立”之势开始显现,老牌的中国车企开始追求产品的多样化发展,比如在新能源方面开发全新新能源架构,进行混动技术研发等,传统动力方面也没有放弃,小排量 三缸的动力系统已经悄然成型。
    东风汽车在昨天的发动机技术研讨会上也发布了自己的最新动力系统——1.0L三缸涡轮增压发动机。这篇文章我就跟大家介绍介绍这台新发动机,顺便跟大伙交流一下小排量发动机现状,同时也欢迎各位网友聊聊自己的看法。
 
 
一、将会在2018款东风风神AX4车型上首次搭载
    东风乘用车在自主动力总成开发领域大约有10年的历史。在2012年开发出第一台1.6L自然吸气发动机A16,随后几年开始高速增长,2014年开发了A14T涡轮增压发动机,2016年研发出B20-I自然吸气发动机(2.0L),这些技术的积累和团队建设为今年诞生的这台C10TD三缸涡轮增压发动机打下了坚实的基础。(东风的动力体系是以ABCD进行划分,其中A平台时间较早已经完成,以后不再研发,目前主要扩展B平台、C平台,D平台则属于技术储备类预研发。)
 
 
 
    据了解,这款新发动机将率先搭载在2018款的东风风神AX4上,随后东风风神AX3也会搭载。作为一款新增车型,东风风神AX4 1.0T在外观方面并没有什么独特的设计,依然保持了现有车型非常个性的外部造型。
 
 
    包括结构复杂的前大灯组、带有镀铬边框的硕大前雾灯、十分个性的后视镜转向灯造型,以及车门底部形状非常独特的黑色护板等,此外这款测试车还采用了目前仅AX3 1.6L最低配车型配备的16英寸单色轮圈。
 
 
    此外作为一款自动挡车型,该车的挡把造型也与在售的所有6DCT车型保持一致。根据现场工作人员的消息,1.0T版本的车型大约会在广州车展跟消费者见面。
二、东风1.0T三缸发动机有啥技术特点?
  章节开始,我们先来看看这台发动机的技术参数对比。
东风1.0T发动机与竞品对比
名称
东风1.0T
通用1.0T
本田1.0T
名爵1.0T
长安1.0T
最大功率(kW
105
92
92
92
86
最大扭矩(N·m)
215
170
173
170
180
最大马力(Ps
142
125
125
125
116
注:东风C10TD分高、低功率版本,东风风神AX4匹配的是95kW/195N·m的低功率版本。
   作为东风汽车发动机家族的最新成员,东风的这台1.0T发动机参数非常不错,这显然与这台发动机的技术息息相关。
看完以下要点,本章节算读完一半:
1、如何保证平顺:双质量飞轮配合曲轴配重平衡进行优化;
2、小马拉大车如何避免:缸内直喷 小惯量涡轮增压器;
3、如何降低油耗:可变排量机油泵 集成式设计(排气)。
平顺性及发动机NVH
    作为一台三缸发动机,振动是不可避免的话题。由于三缸发动机结构的天然缺陷,例如点火间隔过长,并且相邻的气缸总是相继点火做功。
 
 
『三缸发动机做功示意图』
 
    这就对于发动机运转的振动以及气缸的冷却提出了严苛的考验,如果处理不好,那么3缸发动机就是一个“粗制滥造的便宜货”。因此,如果要想让3缸发动机得到认可,如何避免或者改善发动机的性能表现就是当务之急。
东风解决这个问题的秘密就在双质量飞轮和优化曲轴配重平衡以及对发动机悬置的匹配。(注:无平衡轴)
 
 
    而在水平方向上的力则通过对发动机悬置(将悬置支架、附件支架进行位置点优化和高钢度设计,降低振动)的调整共同完成。
    其次还有双质量飞轮。双质量飞轮可以有效抑制发动机运转时的共振现象,同时降低发动机扭矩波动的传递,从而提升驾驶舒适性。
 
 
 
    看到这里,肯定会有朋友质疑,这种无平衡轴设计对双离合变速箱车型的平顺性是否会有影响,其实大家大可放心,NVH需要发动机和整车配合,我在后面的试驾过程中,进行了体验,对于发动机运转时的NVH水平比较满意(尤其高转区间),后面的驾驶部分还会跟大家说明。
动力输出背后的支持
    动力输出的背后,免不了涡轮增压技术的支持。这台发动机采用了如今主流的涡轮增压 缸内直喷的解决方案,由于涡轮是由发动机的废气驱动,因此不可避免地会存在滞后性。而对于这样一台小排量发动机来说,如果涡轮不能尽快介入,那么它的性能将等同于一台1.0L自然吸气发动机,这对于驾驶员来说无疑不是什么好消息。为此,东风的解决办法是采用了一颗小惯量涡轮,这样它启动起来就不会太困难,从而提升了发动机的响应速度。
 
 
   小惯量涡轮最大程度降低了涡轮迟滞效应,提升了发动机的响应速度。燃烧系统的开发也是提升输出的重要因素。这台发动机在进排气道和气门方面进行了优化,提高滚流比,优化高流量系数。
 
 
    如果把发动机比作奔跑的人,除了体力,呼吸是影响其奔跑的另一个重要因素。发动机作为油加气体反应后做功的机器,对“进排气”的控制至关重要。这台1.0L涡轮增压发动机采用了目前十分主流的DVVT系统。
是的,DVVT确实已经是如今的主流配置,从硬件组成上说也没什么新意,但对小排量发动机来说,通过调节进排气门开合时机以获得在不同转速区间的最优化性能是十分必要的。
 
 
 
如何达到国六b排放?
    比欧六更严苛的国六b排放标准让很多车企头痛,但东风的工程师却坦言,新的排放法规对这台1.0T发动机完全没有影响,这主要跟其燃油经济性上的技术有关。
首先是集成式排气技术。与上文提到的小惯量涡轮、缸内直喷一样,集成式排气歧管也是非常主流的结构设计。
 
 
除了集成式排气,变排量机油泵也能提高燃油经济性。
 
 
 
    作为目前发动机小型化的又一支新势力,东风的C10TD无论从技术还是设计都非常主流,甚至可以说先进。它的出现也从侧面表现出东风其实并没有被“主流”的新能源风向左右,他们依然没有放弃传统动力的研究。东风的技术人员坦言,他们认为内燃机不会过时,并且还有很大潜力可挖,比如稀薄燃烧、可变压缩比等技术,当这些技术完全成熟,内燃机甚至可以媲美混动系统。
三、简单试驾及发动机工厂情况
    这次活动其实还有一小段驾驶体验,不过驾驶的时间很短,项目只有百公里加速,距离也很近,我向大家简单介绍一下。
    我把这次简单的体验分为两部分,一是动力、底盘部分,第二个是车内噪音部分。我们先说说实际动力体验。小排量发动机有很强推背感是不现实的(此结论仅限于量产车),哪怕是涡轮加持也不会很明显,这台1.0T的东风风神AX4同样如此。因为在1500rpm涡轮开始介入,所以从静止到节气门全开,前20%的行程不会带来很强的动力输出,基本跟普通的1.5L自吸发动机感觉类似。
 
 
    因为跑道较短,只体验到了100km/h,可以明显感觉到80-100km/h动力攀升会稍慢一些,根据我之前试驾的其他1.0T车型经验来看,100km/h之后会比较疲软,这也是目前小排量的弊端。
 
 
    总体而言,你可以完全把这台东风风神AX4 1.0T版本当成一台1.5L的自然吸气车来驾驶,平顺的加速体验和动力表现在城市道路没有任何问题。
 
 
    实话说,这台车噪音的表现比动力更好,说白了就是NVH更出色。如果你细心观察,我们会发现小排量发动机在中高转速时,“声音”和“震动”会同时上升,尤其声音会变得尖锐。
 
 
最后,简单跟大家介绍一下发动机工厂的情况。
    目前1.0T发动机在东风的技术中心园区进行生产,整个生产车间具有比较高的自动化率。其中装备了大量机械手和AGV自动小车,在提高生产效率的同时也能进行更精准的生产管控。
 
 
 
    加工后的缸体会被送去清洗,这个工厂采用了全封闭高压清洗机,机械手会对部件进行全方位清洗,并由切削液系统进行集中处理,减少二次污染。组装完毕后,发动机整机首先会进行全自动气密性测试,确保发动机的机油腔及冷却液腔无泄漏。再进行冷车测试,发动机在冷试工位上被被电动机带动运转,测试其运转状况是否正常,各部件间配合正常与否。通常检测通过之后还需要进行点火启动测试,这就是所谓的“热试”,不过在这里用冷试进行了替代,更为节能环保。
   全文总结:小排量三缸发动机是车企达到节油排放要求最直接有效的解决方案之一,而它也是一众传统车企由传统燃油车向混合动力车型过渡的主要力量。从技术层面看,小排量三缸发动机虽然存在一些噪音、振动方面的先天劣势,但随着更先进的技术(双质量飞轮、橡胶减振齿轮、平衡轴等)引进,影响驾驶体验的短板正在缩短;从政策层面看,小排量有助于拉低企业平均油耗,双积分政策虽然不是推动车企发展小排量的唯一原因,但也存在着不可忽视的影响。(图/文汽车之家冷晓阳)