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   使用高性能小排量發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)。這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)可輸出最大92kW/170Nm與120kW/230Nm的動(dòng)力，燃油經(jīng)濟(jì)性也比上一代產(chǎn)品提高5%-10%，綜合工況百公里油耗分別僅為4.9L和5.8L。很明顯通用集團(tuán)正在借助高性能小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的力量應(yīng)對(duì)雙積分政策中對(duì)于企業(yè)平均油耗嚴(yán)格要求的挑戰(zhàn)。

    那么全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)交出的成績到底是一個(gè)什么水平呢？我們先來對(duì)標(biāo)一下通用集團(tuán)目前的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。

    全新一代Ecotec1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率120kW，最大扭矩230Nm，數(shù)據(jù)優(yōu)于上一代1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)15%-23%，百公里加速做到10s以內(nèi)。全鋁緊湊輕量化設(shè)計(jì)，相較于1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)最大功率92kW，最大扭矩165-170Nm，數(shù)據(jù)優(yōu)于1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)20%-33%，百公里加速1.0T比1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)提升1s；油耗比上一代發(fā)動(dòng)機(jī)改善10%。

    三缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

    相比于通用集團(tuán)目前使用的1.4T和1.5L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，此次發(fā)布的全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是三缸發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。那么三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的呢？

    簡單來說，不管三缸還是四缸發(fā)動(dòng)機(jī)都屬于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。它遵循進(jìn)氣、壓縮、點(diǎn)火做功、排氣四個(gè)過程（沖程）。因此很明顯四缸發(fā)動(dòng)機(jī)正好對(duì)應(yīng)四個(gè)沖程。每完成一個(gè)周期（四個(gè)沖程）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸（曲軸）旋轉(zhuǎn)兩周。因此四個(gè)缸上下運(yùn)動(dòng)的過程如下，正好可以形成左右對(duì)稱的活塞運(yùn)動(dòng)從而相對(duì)平衡。

    三缸發(fā)動(dòng)機(jī)仍對(duì)應(yīng)四個(gè)沖程。每完成一個(gè)周期（四個(gè)沖程）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸（曲軸）旋轉(zhuǎn)兩周。因此三個(gè)缸上下運(yùn)動(dòng)的過程如下，無法形成左右對(duì)稱的活塞運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)不平衡。因而不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音是三缸發(fā)動(dòng)機(jī)最大的挑戰(zhàn)。

    但是三缸發(fā)動(dòng)機(jī)在小排量的情況下可以對(duì)應(yīng)單缸最優(yōu)燃燒和單缸最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，有巨大的性能和油耗優(yōu)勢。所要做的就是解決如上提到的動(dòng)態(tài)不平衡產(chǎn)生的挑戰(zhàn)。

    小排量發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)標(biāo)了一下通用集團(tuán)目前的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。那么它與市場上主流的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比又怎樣呢？我們請(qǐng)出的對(duì)比對(duì)象分別來自寶馬、大眾和福特。首先它們的排量范圍正好和通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)。其次寶馬1.5T和福特1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)都曾經(jīng)得過沃德十佳，而大眾1.2T屬于EA211發(fā)動(dòng)機(jī)系列，是在大眾集團(tuán)廣泛使用的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)系列。因此這三款小排量發(fā)動(dòng)機(jī)可謂非常有代表性。

    ↑市場主流小排量發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比

    寶馬

    ↑寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)

    寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪。其最大功率達(dá)到了170kW，最大扭矩達(dá)到了320Nm。可謂是同排量發(fā)動(dòng)機(jī)中的數(shù)據(jù)之王，并且順理成章地得到了當(dāng)年的國際發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)。在新的寶馬UKL前驅(qū)平臺(tái)車型，比如1系，2系和全新X1中采用的1.5T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)與i8的型號(hào)略有不同。它的功率被從新調(diào)教成了100kW，扭矩則減小到了220Nm。可以看到它的性能參數(shù)甚至略小于通用全新一代Ecotec1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。目前消費(fèi)者反映意見較多的就是寶馬1.5T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪音問題。可見三缸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)不平衡所引發(fā)的問題是消費(fèi)者非常關(guān)注的。但寶馬1.5T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)和插電混動(dòng)系統(tǒng)搭配是個(gè)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(dòng)版這樣的新能源車型。

    福特

    ↑福特三缸1.0T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)

    福特三缸1.0TEcoBoost直噴渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)隨著福特嘉年華車型一起引入。由于其使用三缸直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，不但獲得了沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)，而且一直霸占著三缸1.0T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能之最。升功率92kW很長一段時(shí)間是小排量發(fā)動(dòng)機(jī)無法逾越的標(biāo)桿。但隨著的通用全新一代Ecotec1.0T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)布。在同樣達(dá)到升功率92kW的同時(shí)，油耗反而大幅降低至5L/100km一下。這其中雙噴射等先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的應(yīng)用功不可沒。

    大眾

    ↑大眾1.2T小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)

    大眾1.2T小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是此次對(duì)比中唯一的一款四缸發(fā)動(dòng)機(jī)。由于前文提到的消費(fèi)者對(duì)振動(dòng)噪音的苛刻要求，大眾堅(jiān)持在EA211小排量發(fā)動(dòng)機(jī)系列當(dāng)中使用四缸架構(gòu)。換來了不錯(cuò)的噪音控制水平和扭矩表現(xiàn)，不過功率參數(shù)則是此次對(duì)比中最低的。這很大程度上由于1.2升如此小排量使用四缸結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)離了單缸最優(yōu)燃燒所需的排量范圍而導(dǎo)致的。

    ↑大眾EA211EVO小排量發(fā)動(dòng)機(jī)

    因此目前的大眾EA211發(fā)動(dòng)機(jī)正逐漸被全新的大眾EA211EVO發(fā)動(dòng)機(jī)家族替代。將來大眾EA211EVO小排量發(fā)動(dòng)機(jī)家族將主打四缸1.5L和三缸1.0L兩大排量。將有傳統(tǒng)噴射或燃油直噴、汽油/柴油/天然氣/插電式混動(dòng)等多個(gè)變形版本。發(fā)動(dòng)機(jī)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的范圍。

    通用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

    1.高性能低油耗

    雙噴射技術(shù)

    ↑發(fā)動(dòng)機(jī)歧管雙噴射系統(tǒng)

    前文提到通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)既提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能，較上一代發(fā)動(dòng)機(jī)又有5-10%的油耗降低。其中單缸雙噴射DPI技術(shù)居功至偉。前面提到的寶馬、大眾和福特的三款小排量發(fā)動(dòng)機(jī)無獨(dú)有偶的都使用了燃油直噴技術(shù)。而通用則采用了進(jìn)氣歧管單缸雙噴技術(shù)。是全球首次在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上采用，具有高性能、低油耗、高穩(wěn)定性、更環(huán)保的特點(diǎn)。兩種不同技術(shù)解決方案，各有優(yōu)劣，都可以做到卓越的產(chǎn)品性能。從目前發(fā)布性能油耗數(shù)據(jù)，單缸雙噴并不低于直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，反而有些方面占有優(yōu)勢。

    ↑傳統(tǒng)歧管燃油噴射器與雙噴射系統(tǒng)對(duì)比

    進(jìn)氣歧管單缸雙噴技術(shù)最早由日產(chǎn)的Sunny車型在自然吸氣1.6L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中引入。一個(gè)氣缸兩個(gè)噴油器協(xié)同噴射能夠?qū)崿F(xiàn)更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率。原來傳統(tǒng)歧管燃油噴射器需要兼顧左右兩個(gè)進(jìn)氣閥，因此距離進(jìn)氣閥遠(yuǎn)而噴射角度較窄。雙燃油噴射器距離進(jìn)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(fā)動(dòng)機(jī)采用的單缸雙噴是全球首次在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上采用。由于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)更高的燃燒溫度對(duì)燃油霧化和溫度控制提出了更高的要求。通用采用了霧化效果更好的噴射器。在智能電控下可以根據(jù)不同工況，選擇同時(shí)噴油或者分別噴油。

    與大眾和豐田雙噴射技術(shù)對(duì)比

    ↑廣泛使用于大眾和豐田集團(tuán)的GDI+MPI雙噴射系統(tǒng)

    相較大眾第三代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)家族和豐田集團(tuán)最新的D4ST發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的GDI+MPI雙噴射系統(tǒng)，只能選擇一個(gè)缸外或一個(gè)缸內(nèi)分別噴射，不能同時(shí)噴油。它們更多的考慮是降低燃油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)顆粒物排放。更好的滿足排放法規(guī)的要求。通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過高度智能的電控，在滿足大功率要求的同時(shí)不易積碳，更適合普通的92號(hào)汽油。實(shí)現(xiàn)更好的NVH表現(xiàn)和可靠性，降低后續(xù)保養(yǎng)成本，使發(fā)動(dòng)機(jī)壽命更長。

    ↑通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)智能電控與雙噴射系統(tǒng)

    2.更安靜

    雙質(zhì)量飛輪

    小星多次強(qiáng)調(diào)由于三缸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)不平衡的特點(diǎn)，解決發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪音是三缸發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)的重中之重。通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)采用了12項(xiàng)靜音技術(shù)對(duì)著業(yè)界難題發(fā)動(dòng)了組合拳。而其中最大的功臣非鐘擺式雙質(zhì)量飛輪莫屬。如下通用三缸雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)輸出軸部分即為鐘擺式雙質(zhì)量飛輪減振系統(tǒng)。

    ↑通用三缸雙噴射渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與鐘擺式雙質(zhì)量飛輪減振系統(tǒng)

    雙質(zhì)量飛輪，又稱DMF（dualmass?ywheel）將發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的飛輪和變速器側(cè)的飛輪分離開來，通過一個(gè)彈簧減振系統(tǒng)彼此相聯(lián)，可以吸收發(fā)動(dòng)機(jī)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；鐘擺式雙質(zhì)量飛輪，又稱為CPA（centrifugalpendulum-typeabsorber），是在傳統(tǒng)的雙質(zhì)量飛輪上再增加一個(gè)吸振器，其中的呈鐘擺型的離心擺往復(fù)作用，反向抵消并削減了從來自發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)主動(dòng)飛輪的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。特別針對(duì)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)不平衡在低轉(zhuǎn)速時(shí)尤其明顯。如下圖所示三缸發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)能夠被鐘擺式雙質(zhì)量飛輪非常好的抑制。它較傳統(tǒng)雙質(zhì)量飛輪有更好的效果。同時(shí)由于轉(zhuǎn)速和扭矩波動(dòng)減小，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力利用效率提高，采用鐘擺式雙質(zhì)量飛輪帶來了更好的油耗表現(xiàn)。

    ↑鐘擺式雙質(zhì)量飛輪減振和油耗性能對(duì)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(fā)動(dòng)機(jī)，借助高性能小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的力量應(yīng)對(duì)雙積分政策中對(duì)于企業(yè)平均油耗嚴(yán)格要求的挑戰(zhàn)。很快這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)將應(yīng)用在別克閱朗旅行車和GL6等多款車型上。結(jié)合之前引入通用汽車新一代新能源動(dòng)力技術(shù)產(chǎn)品（插電式混動(dòng)、全混動(dòng)）和增程型混動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的新能源車型，形成了高低搭配，傳統(tǒng)動(dòng)力與新能源兼顧全面推進(jìn)的局面
來源：駕仕派