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三缸发动机也有你不知道的先进技术

潍坊鑫华厦 Thu Nov 21 14:17:16 CST 2019 企业动态

三缸发动机也有你不知道的先进技术,很多老司机也不知道

 

节能减排已经成了一个不可逆转的趋势,目前各大汽车厂家都在做两件事,一是发展新能源,二是降低排量,压榨发动机动力。其中受议论度最高的就是“三缸发动机”,不管是合资,还是自主都开始在市场上推行它们的小排量三缸发动机,比如通用1.3T、宝马1.5T、福特1.0T、荣威1.0T等等。三缸机抖动厉害,噪音大,怎么可能比得过四缸机呢?

三缸机既然这么遭受消费者的排斥,为什么厂商还是不遗余力的强行推广呢?我们先来分析三缸机的优缺点,有支持和反对就必然有优缺点。按照2020年CAFÉ第四阶段目标的要求,5L每百公里油耗,成为在中国市场任何一家主流汽车企业都无法躲避的产品开发要求,除了近两年来不断涌现的纯电动、油电混合车型和48V轻混产品之外,占据国内新车市场销量比重最大的家用A级轿车和小型/紧凑型SUV产品,由于用户对价格敏感度较高,小排量涡轮增压发动机的使用,以及更高Ixiao率变速箱的开发,将成为传统汽车企业巨头们争夺的主战场。其实三缸机从上世纪70年代就有了。三缸机比四缸机少一个缸体,体积较小,重量也比较轻,可以腾出一些空间,使布局更加合理,同时也方便未来上混动版后,电动机的安装。因为少了一个缸,热传递损失,摩擦的损失比四缸机更加小,效率也会随之增加,有着更好的MEP。下面这款三缸就做的不错,他就是东风雪铁龙C3-XR搭载的1.2T涡轮增压发动机。

 

东风雪铁龙C3-XR车型

 

新一代PureTech 230THP发动机

 

而在东风雪铁龙C3-XR车型上,就搭载了这样一款新一代PureTech 230THP发动机(以下简称:230THP发动机),该款发动机为1.2L缸内直喷涡轮增压3缸发动机,其最大输出功率可达100kW,而峰值扭矩更是达到了230N·m。那么究竟是什么原因让这款外表看似普通的发动机,可以连续4年获得1.0L-1.4L组别世界发动机年度大奖的呢?下面大家就可以通过笔者的介绍,来深入探究这款拥有PSA集团众多核心“黑科技”的世Ijie领Ixian水平发动机。

 

专业技术人员静态解析 “黑科技”作为坚实基础

在此次活动期间,神龙汽车有限公司技术中心EB发动机技术主管姚亮向大家介绍了东风雪铁龙C3-XR车型上搭载的这台230THP发动机,这位从事动力总成零部件产品设计6年、动力总成整机技术开发工作10年的专业技术人员通过12大亮点深入浅出的为在场的各位嘉宾进行了详细介绍。

 

神龙汽车有限公司EB发动机技术主管姚亮

 

据姚亮主管介绍,这款230THP发动机采用了电控全MAP变排量机油泵,其滑动钟摆式叶片设计可实现按照MAP相图控制排量连续可变,该产品的总效率可达65%-70%,使得油泵能耗降低25%。得益于此,采用电控全MAP变排量机油泵的发动机相比采用传统机油泵的发动机油耗可降低1.5%。

 

电控全MAP变排量机油泵结构

 

此外,该款发动机还采用了湿式浸油正时皮带,该产品的工作温度范围可达-40℃-155℃,而其延伸率可比正时链条降低60%,达到约0.08%。此外,该产品可比正时链条降低25%-30%的摩擦功率,因此可以降低燃油消耗。而且,由于该产品直接浸泡在润滑油当中,因此可以获得与发动机近乎相同的使用寿命,免去了定期更换的烦恼。

 

湿式浸油正时皮带

 

这款230THP发动机还采用了装配式凸轮轴,该产品通过中空钢管与钢制凸轮装配而成,相比传统一体铸造式的凸轮轴,其重量可降低25%以上,可有效降低发动机的总质量,从而达到降低燃油消耗的目的。

 

装配式凸轮轴

 

该款发动机还采用了电控出水室,可由发动机的中央控制单元(ECU)直接给出指令,由电控单元实现加速暖机及不同负荷下的精准控制,可使发动机提前进入冷循环,从而避免了散热风扇的启动,在降低燃油消耗的同时,延长了发动机的保养周期和使用寿命。

 

电控出水室

 

此外,这款230THP发动机还采用了高度集成化设计的铸铝合金缸体,其可有效去除内应力,提高缸体整体强度,可有效防止缸孔变形,并降低摩擦系数及减少燃油消耗。此外,其还采用了带铝涂层的混合式缸套设计,使得该款发动机的缸体重量相比同品牌1.6L自然吸气发动机降低了3.8kg。

 

高度集成化设计的铸铝合金缸体

 

而且,该款发动机还采用集成了排气歧管、高压油泵安装孔以及曲轴箱通风系统的集成化设计缸盖,同样可降低发动机的装备质量,从而达到降低燃油消耗的目的。相比采用传统缸盖的发动机,该设计使得这款230THP发动机自重降低了6.2kg左右。

 

集成化设计缸盖

 

这款230THP发动机采用了带有一体式涡轮旁通阀的涡轮增压器。由于采用了“Z”轴式轻质涡轮代替了传统涡轮三片式结构,因此使得该款涡轮增压器的涡轮在发动机转速达到1000rpm/min时就可以介入进行工作,从而有效降低了涡轮迟滞的现象。而在发动机转速达到1500rpm/min时,就可以输出90%的扭矩200N·m;在发动机转速达到1750rpm/min时,即可达到峰值扭矩230N·m。

 

带有一体式涡轮旁通阀的涡轮增压器

 

另外,该款发动机还采用了三次喷射缸内直喷技术,其采用的中置5孔喷油器可喷射出200bar压力的燃油。其会在进气时进行第1次主要喷射,在活塞接近下止点时进行二次喷射,而在活塞上止点90°前进行第三次喷射。这样的设计可以使得燃油雾化效果更好,从而保证燃油燃烧更加充分。

 

中置5孔喷油器

 

此外,这款230THP发动机还采用了笔式点火线圈,其由中央控制单元(ECU)控制毎缸的独立点火,可与发动机同步快速响应。该产品的体积小、爆发力强,可兼顾高能量与振动平衡的需求。

 

笔式点火线圈

 

如何消Ichu抖动一般会成为3缸发动机的关注重点,PSA集团在这方面也进行了重点的布置。这款230THP发动机采用了拥有阻尼系统的双质量飞轮,其可通过通过特殊设计获得双质量刚度,从而显著降低发动机输出给传动轴的转动不均匀性,有效提高车辆的驾乘舒适性。

 

拥有阻尼系统的双质量飞轮

此外,该款发动机还采用了平衡轴系统,该系统由两个平衡块、一根平衡轴以及一个解耦式齿轮组组成,其中,平衡块可平衡三缸发动机的不平衡振动,提高舒适性;而平衡轴的轴向压力可达690MPa,径向压力可达850MPa;解耦式齿轮组则通过增加橡胶阻尼层吸收不均匀转动,通过缓解齿轮冲击降低啮合噪声,这项技术宝马集团(BMW)同样也在使用。

 

解耦式齿轮组

 

可能会有人担心,拥有这么多“黑科技”的产品质量是否可靠。其实,东风雪铁龙C3-XR车型所搭载的230THP发动机经历了长达43个月的严苛测试,其中实验发动机就多达100余台,累计实验时间超过3万小时;而整车验证或路试超过130台,合计里程超过130万公里。并且,其耐久测试从当前业界普遍采用的500小时测试时长提升到800小时时长。因此,在可靠性方面,这台230THP发动机还是非常值得您信赖的。

 

多项测试直观动态体验 验证不容小觑产品实力

在本次活动期间,主办方还特意设置了产品实际测试展示和道路体验环节。其中,在产品实际测试展示环节,工作人员驾驶搭载230THP发动机的东风雪铁龙C3-XR车型上到专用的测试台上,用专业仪器对该车型在不同状态下发动机振动状态进行监测。


车辆等速行驶车身检测数据

 

而当你开始驾驶搭载230THP发动机的东风雪铁龙C3-XR车型就会惊奇的发现,这款搭载1.2L缸内直喷涡轮增压3缸发动机的车型与你当初想象的完全不同。无论是在低速行驶、急加速行驶或是高速行驶中,并不会让你感到与驾驶传统4缸发动机车型有何不同,而在230THP发动机强大动力的支持下,甚至会让你有一种很想去挑战极限驾驶的冲动。

在驾驶中,可以感受到东风雪铁龙C3-XR车型尺寸很大方向盘的握感很不错,而且还可以很清晰的获得路面的反馈,使得该车辆的驾驶路感非常准确。而该车型的悬架表现也非常不错,在保证舒适性的同时赋予了其一定的韧性,使其在激烈驾驶中也可以获得很好的操控性。当然,这也是雪铁龙品牌一直引以为豪的事情。

三缸机的日常使用上,成本比四缸机低得多,更好的燃油经济性,对燃油品质没有太严格的要求,你大可不必非加“两桶油”,其他小牌子的燃油也能加。中低端车型市场上,三缸机是主推的,花更少的钱,也能享受同样的驾驶乐趣,三缸机在这方面是有着价钱上的优势。

 

 


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