雙積分政策的最大特點就是它緊抓新能源汽車保有量的同時不放鬆傳統汽車的油耗. 那麼各家整車廠又是如何應對的呢? 今天我們就來看看通用集團交出的答卷吧.
使用高性能小排量發動機降低油耗
上汽通用汽車宣布引入全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機. 這兩款發動機可輸出最大92kW/170Nm與120kW/230Nm的動力, 燃油經濟性也比上一代產品提高5%-10%, 綜合工況百公裡油耗分別僅為4.9L和5.8L. 很明顯通用集團正在藉助高性能小排量發動機的力量應對雙積分政策中對於企業平均油耗嚴格要求的挑戰.
那麼全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機交出的成績到底是一個什麼水平呢? 我們先來對標一下通用集團目前的小排量發動機產品.
全新一代Ecotec1.3T雙噴射渦輪增壓發動機最大功率120kW, 最大扭矩230Nm, 數據優於上一代1.4T發動機15%-23%, 百公裡加速做到10s以內. 全鋁緊湊輕量化設計, 相較於1.4T發動機整體減重20公斤. 油耗比上一代1.4T下降5%.
全新一代Ecotec1.0T雙噴射渦輪增壓發動機最大功率92kW, 最大扭矩165-170Nm, 數據優於1.5L自然吸氣發動機20%-33%, 百公裡加速1.0T比1.5L自然吸氣發動機提升1s; 油耗比上一代發動機改善10%.
三缸發動機工作原理
相比於通用集團目前使用的1.4T和1.5L四缸發動機, 此次發布的全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機使用的是三缸發動機技術. 那麼三缸發動機的工作原理是怎樣的呢?
簡單來說, 不管三缸還是四缸發動機都屬於四衝程發動機. 它遵循進氣, 壓縮, 點火做功, 排氣四個過程 (衝程) . 因此很明顯四缸發動機正好對應四個衝程. 每完成一個周期 (四個衝程) 發動機輸出軸 (曲軸) 旋轉兩周. 因此四個缸上下運動的過程如下, 正好可以形成左右對稱的活塞運動從而相對平衡.
三缸發動機仍對應四個衝程. 每完成一個周期 (四個衝程) 發動機輸出軸 (曲軸) 旋轉兩周. 因此三個缸上下運動的過程如下, 無法形成左右對稱的活塞運動從而產生了動態不平衡. 因而不平衡產生的振動和噪音是三缸發動機最大的挑戰.
但是三缸發動機在小排量的情況下可以對應單缸最優燃燒和單缸最優結構設計理念, 有巨大的性能和油耗優勢. 所要做的就是解決如上提到的動態不平衡產生的挑戰.
小排量發動機市場趨勢
前面我們將通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機對標了一下通用集團目前的小排量發動機產品. 那麼它與市場上主流的小排量發動機對比又怎樣呢? 我們請出的對比對象分別來自寶馬, 大眾和福特. 首先它們的排量範圍正好和通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機相當. 其次寶馬1.5T和福特1.0T發動機都曾經得過沃德十佳, 而大眾1.2T屬於EA211發動機系列, 是在大眾集團廣泛使用的小排量發動機系列. 因此這三款小排量發動機可謂非常有代表性.
↑市場主流小排量發動機對比
寶馬
↑寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發動機
寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發動機驅動後輪. 其最大功率達到了170kW, 最大扭矩達到了320Nm. 可謂是同排量發動機中的數據之王, 並且順理成章地得到了當年的國際發動機大獎. 在新的寶馬UKL前驅平台車型, 比如1系, 2系和全新X1中採用的1.5T三缸發動機與i8的型號略有不同. 它的功率被從新調教成了100kW, 扭矩則減小到了220Nm. 可以看到它的性能參數甚至略小於通用全新一代Ecotec1.3T雙噴射渦輪增壓發動機. 目前消費者反映意見較多的就是寶馬1.5T三缸發動機的振動和噪音問題. 可見三缸發動機動態不平衡所引發的問題是消費者非常關注的. 但寶馬1.5T三缸發動機和插電混動系統搭配是個非常好的組合. 因此小星非常推薦大家選擇全新X1插電混動版這樣的新能源車型.
福特
↑福特三缸1.0T渦輪增壓發動機
福特三缸1.0TEcoBoost直噴渦輪增壓發動機隨著福特嘉年華車型一起引入. 由於其使用三缸直噴發動機技術, 不但獲得了沃德十佳發動機大獎, 而且一直霸佔著三缸1.0T渦輪增壓發動機的性能之最. 升功率92kW很長一段時間是小排量發動機無法逾越的標杆. 但隨著的通用全新一代Ecotec1.0T雙噴射渦輪增壓發動機發布. 在同樣達到升功率92kW的同時, 油耗反而大幅降低至5L/100km一下. 這其中雙噴射等先進的發動機技術的應用功不可沒.
大眾
↑大眾1.2T小排量渦輪增壓發動機
大眾1.2T小排量渦輪增壓發動機是此次對比中唯一的一款四缸發動機. 由於前文提到的消費者對振動噪音的苛刻要求, 大眾堅持在EA211小排量發動機系列當中使用四缸架構. 換來了不錯的噪音控制水平和扭矩表現, 不過功率參數則是此次對比中最低的. 這很大程度上由於1.2升如此小排量使用四缸結構, 遠離了單缸最優燃燒所需的排量範圍而導致的.
↑大眾EA211EVO小排量發動機
因此目前的大眾EA211發動機正逐漸被全新的大眾EA211EVO發動機家族替代. 將來大眾EA211EVO小排量發動機家族將主打四缸1.5L和三缸1.0L兩大排量. 將有傳統噴射或燃油直噴, 汽油/柴油/天然氣/插電式混動等多個變形版本. 發動機性能方面將通過不同的變形版本全面覆蓋功率將從44kW到130kW和扭矩到95Nm到300Nm的範圍.
通用小排量發動機技術特點
1.高性能低油耗
雙噴射技術
↑發動機歧管雙噴射系統
前文提到通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機既提高了發動機性能, 較上一代發動機又有5-10%的油耗降低. 其中單缸雙噴射DPI技術居功至偉. 前面提到的寶馬, 大眾和福特的三款小排量發動機無獨有偶的都使用了燃油直噴技術. 而通用則採用了進氣歧管單缸雙噴技術. 是全球首次在增壓發動機上採用, 具有高性能, 低油耗, 高穩定性, 更環保的特點. 兩種不同技術解決方案, 各有優劣, 都可以做到卓越的產品性能. 從目前發布性能油耗數據, 單缸雙噴並不低於直噴發動機, 反而有些方面佔有優勢.
↑傳統歧管燃油噴射器與雙噴射系統對比
進氣歧管單缸雙噴技術最早由日產的Sunny車型在自然吸氣1.6L四缸發動機中引入. 一個氣缸兩個噴油器協同噴射能夠實現更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率. 原來傳統歧管燃油噴射器需要兼顧左右兩個進氣閥, 因此距離進氣閥遠而噴射角度較窄. 雙燃油噴射器距離進氣閥近且噴射角度較寬, 燃油霧化更好. 通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發動機採用的單缸雙噴是全球首次在增壓發動機上採用. 由於增壓發動機更高的燃燒溫度對燃油霧化和溫度控制提出了更高的要求. 通用採用了霧化效果更好的噴射器. 在智能電控下可以根據不同工況, 選擇同時噴油或者分別噴油.
與大眾和豐田雙噴射技術對比
↑廣泛使用於大眾和豐田集團的GDI+MPI雙噴射系統
相較大眾第三代EA888發動機家族和豐田集團最新的D4ST發動機所採用的GDI+MPI雙噴射系統, 只能選擇一個缸外或一個缸內分別噴射, 不能同時噴油. 它們更多的考慮是降低燃油直噴發動機在發動機低溫時顆粒物排放. 更好的滿足排放法規的要求. 通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發動機通過高度智能的電控, 在滿足大功率要求的同時不易積碳, 更適合普通的92號汽油. 實現更好的NVH表現和可靠性, 降低後續保養成本, 使發動機壽命更長.
↑通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發動機智能電控與雙噴射系統
2.更安靜
雙質量飛輪
小星多次強調由於三缸發動機動態不平衡的特點, 解決發動機的振動和噪音是三缸發動機開發的重中之重. 通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發動採用了12項靜音技術對著業界難題發動了組合拳. 而其中最大的功臣非鐘擺式雙質量飛輪莫屬. 如下通用三缸雙噴射渦輪增壓發動機的右側輸出軸部分即為鐘擺式雙質量飛輪減振系統.
↑通用三缸雙噴射渦輪增壓發動機與鐘擺式雙質量飛輪減振系統
雙質量飛輪, 又稱DMF (dualmassflywheel) 將發動機側的飛輪和變速器側的飛輪分離開來, 通過一個彈簧減振系統彼此相聯, 可以吸收發動機扭轉振動; 鐘擺式雙質量飛輪, 又稱為CPA (centrifugalpendulum-typeabsorber) , 是在傳統的雙質量飛輪上再增加一個吸振器, 其中的呈鐘擺型的離心擺往複作用, 反向抵消並削減了從來自發動機側主動飛輪的扭轉振動. 特別針對三缸發動機動態不平衡在低轉速時尤其明顯. 如下圖所示三缸發動機產生的振動能夠被鐘擺式雙質量飛輪非常好的抑制. 它較傳統雙質量飛輪有更好的效果. 同時由於轉速和扭矩波動減小, 發動機動力利用效率提高, 採用鐘擺式雙質量飛輪帶來了更好的油耗表現.
↑鐘擺式雙質量飛輪減振和油耗性能對比
綜上所述, 上汽通用汽車引入全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機, 藉助高性能小排量發動機的力量應對雙積分政策中對於企業平均油耗嚴格要求的挑戰. 很快這兩款發動機將應用在別克閱朗旅行車和GL6等多款車型上. 結合之前引入通用汽車新一代新能源動力技術產品 (插電式混動, 全混動) 和增程型混動技術產品的新能源車型, 形成了高低搭配, 傳統動力與新能源兼顧全面推進的局面.
