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3缸1.0/1.3T 別克拍著胸脯說會比寶馬強?

截至發稿前, 華晨寶馬出售其三缸發動機生產線的消息已經傳遍了朋友圈。 然而在位於上海浦東新區一隅的泛亞研究中心裡, 通用的工程師則拍著胸脯“偷偷”保證:

“肯定比他們(寶馬)的強!”

面前的通用Ecotec發動機從外觀上就能看出和原來的明顯不同, 更小的體積, 但看起來更複雜的結構都表明了這台發動機的“新”之所在, 而通用也並不避諱這兩台發動機的最重要的一個細節——那就是我們之前一直諱莫如深的“三缸”。

全新的兩款Ecotec三缸發動機將全面取代現有的1.4T版本發動機, 而單單從資料上來看,

1.3T版本擁有最大120kW的動力輸出, 而1.0T也擁有高達92kW的額定功率, 和現階段的競品相比, 雖然沒有絕對的優勢, 但也算的上領先。

三缸發動機的天生缺陷?

然而三缸發動機之所以被很多消費者視作“洪水猛獸”, 原因毫無疑問就是三缸發動機天生的“缺陷”——抖動。 其實即便是不怎麼懂車的消費者, 也能清楚的感知和判斷發動機抖動程度的大小, 比如一台V12或W12的轎車, 和同品牌的四缸/六缸車相比, 震動的大小就十分明顯, 這側面說明了發動機的抖動並不完全根據車的定位, 一些“先天”的因素是無法避免的, 在直列4缸, 6缸發動機上, 4/6個活塞會分別進行往復的運動, 根據凸輪軸/曲軸連接, 基本都是兩兩同時向相反方向運行, 這樣在點火後活塞運行過程中就可以相互抵消一定的“往復慣性力”。

而三缸發動機就會出現在一個時間內必有一個活塞在單獨運行的窘況, 這樣的條件下, 一個缸體的往復慣性力無法抵消另外兩個缸體運行產生的力矩。 這樣的情況下震動就產生了, 而相同的,

五缸發動機也同樣有著這樣的問題。

為什麼要研發三缸發動機?

其實從廠家的角度來講, 現階段技術條件下的四缸發動機相對而言是一個完美的選擇, 既能將排量做小, 成本降低, 還能兼顧一定的平順和穩定性。 這和十幾年前大部分廠家都擁有V型6缸發動機的道理一樣。

但世界各地對於汽車環保的要求不斷提高, 導致了汽車行業面臨著一次重大的“供給側”改革。

首先遇到的難題就是, 目前最好的降低排放並維持發動機動力資料的方式就是為發動機裝配增壓系統, 而小慣量渦輪增壓又是小排量發動機的首選,

那麼由於裝配渦輪增壓發動機的先決條件就是需要有一個720°的廢氣排放迴圈, 而三缸發動機就是裝配渦輪增壓的最低門檻。 那麼就這樣的先決條件而言, 只需要解決三缸發動機的抖動問題, 或許就能實現技術的應用。

通用新的Ecotec為一階震動做了什麼?

較少內燃機的一階震動,需要的是在一些重要的零配件上進行針對震動的優化,通用新一代Ecotec發動機在飛輪上採用了帶有吸振器的鐘擺式雙品質飛輪。通過飛輪上的鐘擺往復運動抵消一部分從曲軸上傳遞的震動。除此之外,平衡軸幾乎是必不可少的配件,簡單來說一個裝有偏心重塊並隨曲軸同步旋轉的軸,利用偏心重塊所產生的反向振動力,使發動機獲得良好的平衡效果,降低發動機振動。

除了在發動機主體部分最大程度的降低震動以外,在配套方面通過雙層油底殼,靜音正時鏈條,油軌隔音罩都是通過物理的手段讓無法抵消掉的那部分震動盡可能的不傳遞出發動機艙,再參考之前提到的工程師拍著胸脯保證的話,我們有理由相信這台發動機的NVH效果。雖然在泛亞我們沒有真的見到點火後的新Ecotec發動機,但即將上市的GL6上將會搭載1.3T版本的三缸機型,我們後續將會驗證工程師說的話。

除此之外,通用還為小排量發動機做了什麼?

如果說降低三缸發動機“天生殘疾”是一個大牌車企發動機技術的“基本功”,那麼如何讓這些小排量三缸發動機在實際的使用中得到比原本的四缸不差,甚至更好的體驗,就是企業技術核心競爭力的體現了。

除了前面提到的在動力參數上的優勢以外,通用著重在發動機回應和燃油經濟性上對這一代Ecotec發動機進行了針對性的升級,其中最重要的兩個環節就是裝配了雙噴射系統和電控泄壓閥。

全新的Ecotec發動機採用了缸內直噴+進氣岐管噴射兩種噴油模式,其中缸內直噴模式主要應對低轉速區間內由岐管噴射引發的發動機起步無力(負壓較低),高負載狀態下的油氣結合不充分;而進氣岐管噴射則可以解決單一直噴模式在怠速,冷機,低負載模式下燃燒不充分帶來的排放提高,積碳問題。而核心部件——發動機的電控系統,在新的Ecotec發動機上也進行了大幅度的升級,從而實現電腦根據工況迅速調整發動機噴射模式的動作。

在“雙噴射系統”解決了基礎的燃油經濟性和動力性能平衡的問題後,駕駛體驗成為了通用工程師面對的第二個問題,電控泄壓閥相比傳統氣動增壓器,不僅可以更加精確和快速地建立增壓壓力,而且可以降低小負荷泵氣損失,從而提升低速扭矩,得到快的增壓回應,這在小慣量渦輪增壓發動機上體現的格外明顯,由於渦輪本身的bar數並不大,略微的壓力差異就可以直觀的體現在油門和發動機的回應上。而裝配了電控泄壓閥後的小排量渦輪增壓發動機理論上配合出色的傳動系統也可以實現動力隨踩隨有的效果。

綜上所述,目前階段的三缸發動機已經成為一些成熟車系應對日益嚴苛的排放法規必備的技術,比如思域的1.0T發動機,寶馬的1.5T發動機都是如此,不過這也從側面體現了三缸發動機對研發技術有著更高的要求。通用作為老牌車企,依託泛亞的研發實力和“前輩”經驗打造的新Ecotec發動機確實在技術層面達到了實際應用的需求,但究竟效果如何,我們後續將會在GL6,英朗等搭載了1.0/1.3T三缸發動機的車型上見個分曉。

通用新的Ecotec為一階震動做了什麼?

較少內燃機的一階震動,需要的是在一些重要的零配件上進行針對震動的優化,通用新一代Ecotec發動機在飛輪上採用了帶有吸振器的鐘擺式雙品質飛輪。通過飛輪上的鐘擺往復運動抵消一部分從曲軸上傳遞的震動。除此之外,平衡軸幾乎是必不可少的配件,簡單來說一個裝有偏心重塊並隨曲軸同步旋轉的軸,利用偏心重塊所產生的反向振動力,使發動機獲得良好的平衡效果,降低發動機振動。

除了在發動機主體部分最大程度的降低震動以外,在配套方面通過雙層油底殼,靜音正時鏈條,油軌隔音罩都是通過物理的手段讓無法抵消掉的那部分震動盡可能的不傳遞出發動機艙,再參考之前提到的工程師拍著胸脯保證的話,我們有理由相信這台發動機的NVH效果。雖然在泛亞我們沒有真的見到點火後的新Ecotec發動機,但即將上市的GL6上將會搭載1.3T版本的三缸機型,我們後續將會驗證工程師說的話。

除此之外,通用還為小排量發動機做了什麼?

如果說降低三缸發動機“天生殘疾”是一個大牌車企發動機技術的“基本功”,那麼如何讓這些小排量三缸發動機在實際的使用中得到比原本的四缸不差,甚至更好的體驗,就是企業技術核心競爭力的體現了。

除了前面提到的在動力參數上的優勢以外,通用著重在發動機回應和燃油經濟性上對這一代Ecotec發動機進行了針對性的升級,其中最重要的兩個環節就是裝配了雙噴射系統和電控泄壓閥。

全新的Ecotec發動機採用了缸內直噴+進氣岐管噴射兩種噴油模式,其中缸內直噴模式主要應對低轉速區間內由岐管噴射引發的發動機起步無力(負壓較低),高負載狀態下的油氣結合不充分;而進氣岐管噴射則可以解決單一直噴模式在怠速,冷機,低負載模式下燃燒不充分帶來的排放提高,積碳問題。而核心部件——發動機的電控系統,在新的Ecotec發動機上也進行了大幅度的升級,從而實現電腦根據工況迅速調整發動機噴射模式的動作。

在“雙噴射系統”解決了基礎的燃油經濟性和動力性能平衡的問題後,駕駛體驗成為了通用工程師面對的第二個問題,電控泄壓閥相比傳統氣動增壓器,不僅可以更加精確和快速地建立增壓壓力,而且可以降低小負荷泵氣損失,從而提升低速扭矩,得到快的增壓回應,這在小慣量渦輪增壓發動機上體現的格外明顯,由於渦輪本身的bar數並不大,略微的壓力差異就可以直觀的體現在油門和發動機的回應上。而裝配了電控泄壓閥後的小排量渦輪增壓發動機理論上配合出色的傳動系統也可以實現動力隨踩隨有的效果。

綜上所述,目前階段的三缸發動機已經成為一些成熟車系應對日益嚴苛的排放法規必備的技術,比如思域的1.0T發動機,寶馬的1.5T發動機都是如此,不過這也從側面體現了三缸發動機對研發技術有著更高的要求。通用作為老牌車企,依託泛亞的研發實力和“前輩”經驗打造的新Ecotec發動機確實在技術層面達到了實際應用的需求,但究竟效果如何,我們後續將會在GL6,英朗等搭載了1.0/1.3T三缸發動機的車型上見個分曉。

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