這臺3缸真的不抖 吉利1.0T發(fā)動機解析

在目前的汽車市場中,許多汽車品牌都推出了三缸車款,面對環(huán)保政策的壓力以及消費者對于燃油經(jīng)濟性的要求,還會有越來越多的廠家推出搭載三缸發(fā)動機的車款,2019年是三缸機大爆發(fā)的元年,小排量三缸發(fā)動機在可預(yù)見的將來陣地會越來越大。

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由于奇數(shù)缸先天的原因?qū)е氯装l(fā)動機一階往復(fù)慣性力矩不平衡,反應(yīng)到實際駕乘體驗上就是一個“抖”字,這也是為什么許多人提到“三缸”就談之色變的原因。當(dāng)下這個節(jié)骨眼“三缸”可以說是一種很難回避的發(fā)動機形式。那么誰能率先將“三缸”的體驗做上去,誰就有可能搶先抓住市場。而前幾天吉利汽車在寧波杭州灣吉利動力研究院舉辦了一場“繽瑞200T 16萬公里發(fā)動機 100小時瘋狂挑戰(zhàn)無底限”的活動。

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通過拆解+講解的形式展示吉利是如何打造一臺不抖的高效三缸發(fā)動機。事實上當(dāng)著眾多媒體的眼睛拆解一臺經(jīng)過長時間使用的發(fā)動機并不是一件容易的事,因為只要發(fā)動機稍有瑕疵就有可能被媒體公之于眾。

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此次技師拆解的這臺發(fā)動機經(jīng)過16萬公里道路試驗,歷經(jīng)高熱、高寒、高原惡劣環(huán)境考驗,隨后又在實驗臺架上經(jīng)過100小時的滿負荷運轉(zhuǎn)測試。模擬的就是一臺發(fā)動機在普通車主手中使用8年后的狀態(tài)。我們從缸蓋開始逐步解析這臺不抖的三缸發(fā)動機。

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拆解的這臺發(fā)動機型號為JLF-3G10TDB,缸蓋部分采用鋁合金澆筑,并且采用集成排氣歧管設(shè)計。當(dāng)下小排量3缸發(fā)動機的誕生的用意就是為了“高效節(jié)能”,集成排氣歧管不僅能有效地利用排氣溫度幫助發(fā)動機在啟動時暖機,并且對于排溫的控制也更有優(yōu)勢,對三元催化的正常工作也更為有利。

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這臺發(fā)動機裝配了“大”與“小”2個節(jié)溫器,小節(jié)溫器控制小循環(huán)在發(fā)動機啟機時候把冷卻液控制在缸體內(nèi)循環(huán),配合上集成式的排氣歧管這個熱源能夠迅速讓發(fā)動機達到合適的工作溫度。當(dāng)發(fā)動機正常工作時再將冷卻液接入整個散熱系統(tǒng)的大循環(huán)中。

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相比于傳統(tǒng)外置式的排氣芭蕉設(shè)計,集成式排氣歧管除了能夠讓排氣產(chǎn)生的廢熱得到有效的利用,還能縮短廢氣到達渦輪葉片的路徑,配合上來自蓋瑞特(Garrett)的小慣量渦輪,使得1.0L的排氣量引擎依然能夠迅速的吹動渦輪,提供優(yōu)秀響應(yīng)能力。為了在保證響應(yīng)能力的前提下還能在2000轉(zhuǎn)時輸出205Nm峰值扭矩,這套渦輪的設(shè)計最高轉(zhuǎn)速達到了29萬轉(zhuǎn)/分鐘。

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供油系統(tǒng)方面,這臺發(fā)動機采用了頂置缸內(nèi)直噴,從設(shè)計上避免了“濕壁”導(dǎo)致機油量增多的異常情況。大陸集團為這臺發(fā)動機提供了5孔噴油嘴,燃油噴射壓力能夠達到200Bar。由于這臺發(fā)動機開發(fā)起始于7年前,相較于當(dāng)下最新款的發(fā)動機所采用的350Bar有一定差距,但與工程師的交談中我們也了解到吉利將繼續(xù)研發(fā)第二代發(fā)動機,相信屆時會使用更高壓力的噴油系統(tǒng)。

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缸體部分采用鑄鐵材質(zhì),據(jù)現(xiàn)場的工程師介紹相較于鋁合金材質(zhì),鑄鐵缸體在震動吸收方面更有優(yōu)勢。這臺發(fā)動機采用了3mm薄缸壁的設(shè)計方案,外加之三缸機的缸體通常能夠在軸向長度上縮減相比四缸機縮減50mm以上,因此得益于三缸發(fā)動機的體積優(yōu)勢,鑄鐵缸體在重量上依然得到了較好的控制。

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在NVH管理的部分,在研發(fā)上吉利先將發(fā)動機置于半消實驗室中,通過符合SAE(國際自動機工程師學(xué)會)規(guī)范的麥克風(fēng)陣列對于整套動力系統(tǒng)的噪音源進行定向,隨后對于發(fā)出噪音的部位進行解析,針對噪音源頭進行改進。

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首先是針對于皮帶與齒輪的靜音設(shè)計,為了減小齒輪與皮帶的在傳動時發(fā)出的噪音,吉利在齒輪的牙槽間使用了復(fù)合材料,使用正時皮帶代替正時鏈條,力求將齒輪與皮帶在運作時的噪音進一步降低。

這臺3缸真的不抖 吉利1.0T發(fā)動機解析-圖11

“三缸”振動的抑制部分吉利引入了“平衡軸”,平衡軸一端擁有齒輪與曲軸端齒輪相結(jié)合,通過運動相位與振動相反的設(shè)計來平衡發(fā)動機的一階慣力,整個平衡軸總成安裝在車輛底部的油底殼中。當(dāng)前市面上有不少三缸發(fā)動機,但并非每一臺都加入了平衡軸。

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除了對于發(fā)動機本身的NVH的抑制,如何減少振動對于車身的影響同樣重要。在繽瑞這臺橫置發(fā)動機的前驅(qū)車型上,吉利采用了相對傳統(tǒng)的3點式懸置。但在左右2個懸置上均使用了液壓襯套,相較于傳統(tǒng)車型僅在右側(cè)使用液壓襯套的做法,顯然雙液壓懸置的隔振效果更優(yōu)秀。

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為了通過直觀的方法演示這臺發(fā)動機優(yōu)秀的NVH性能,吉利工程師設(shè)計了一個“立硬幣”的測試。整個測試過程中,無論是發(fā)動機啟動亦或是怠速時拉升轉(zhuǎn)速,硬幣均未倒下。盡管這是在發(fā)動機空載狀態(tài)下的試驗,但也反應(yīng)出了空載狀態(tài)下吉利這臺1.0T發(fā)動機的NVH性能,據(jù)現(xiàn)場的工程師介紹,他們所測得的繽瑞座艙內(nèi)座椅滑軌處每秒振動產(chǎn)生的位移僅有0.35mm。

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在實際的試駕環(huán)節(jié)中,搭載1.0T發(fā)動機的繽瑞在乘坐4人的負載下座艙內(nèi)依然感受不到機艙內(nèi)發(fā)動機的振動。嘗試在20km/h的速度中進行急加速,渦輪建立正壓的速度與許多更大排量的渦輪發(fā)動機幾乎沒有差異,并且在發(fā)動機在中段的發(fā)力相較于普通2.0L自然吸氣發(fā)動機更為迅猛。

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由于奇數(shù)缸先天的原因?qū)е氯装l(fā)動機一階往復(fù)慣性力矩不平衡,這是“三缸”的先天缺陷,相信即便是牛頓他老人家在世也無法洗地。但如今的發(fā)動機技術(shù)與20 -30年前已經(jīng)有了翻天覆地的變化,無論是整體零部件加工的精度還是在材料學(xué)方面的突破。而整體汽車產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變化也讓“三缸”擔(dān)負起了更重要的使命,“三缸”有理由變得更好,而吉利率先邁出了堅實的一步。

 

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繽瑞上搭載的這款1.0T發(fā)動機是吉利iNTEC技術(shù)品牌旗下一款全新產(chǎn)品,是吉利自主研發(fā)的首款1.0TD發(fā)動機,通過發(fā)動機拆解可以看到這并非是一臺一味追求“廉價”產(chǎn)品,無論是國際知名供應(yīng)商零部件的使用,還是在NVH抑制方面的設(shè)計都體現(xiàn)出吉利的用心。早在2010年吉利就提出了“技術(shù)吉利”戰(zhàn)略,而這臺1.0TD發(fā)動機就是“技術(shù)吉利”戰(zhàn)略的一個縮影。

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