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   使用高性能小排量發(fā)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(fā)動機。這兩款發(fā)動機可輸出最大92kW/170Nm與120kW/230Nm的動力，燃油經(jīng)濟性也比上一代產(chǎn)品提高5%-10%，綜合工況百公里油耗分別僅為4.9L和5.8L。很明顯通用集團正在借助高性能小排量發(fā)動機的力量應(yīng)對雙積分政策中對于企業(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)動機交出的成績到底是一個什么水平呢？我們先來對標(biāo)一下通用集團目前的小排量發(fā)動機產(chǎn)品。

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

    三缸發(fā)動機工作原理

    相比于通用集團目前使用的1.4T和1.5L四缸發(fā)動機，此次發(fā)布的全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動機使用的是三缸發(fā)動機技術(shù)。那么三缸發(fā)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(fā)動機都屬于四沖程發(fā)動機。它遵循進氣、壓縮、點火做功、排氣四個過程（沖程）。因此很明顯四缸發(fā)動機正好對應(yīng)四個沖程。每完成一個周期（四個沖程）發(fā)動機輸出軸（曲軸）旋轉(zhuǎn)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(fā)動機仍對應(yīng)四個沖程。每完成一個周期（四個沖程）發(fā)動機輸出軸（曲軸）旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生了動態(tài)不平衡。因而不平衡產(chǎn)生的振動和噪音是三缸發(fā)動機最大的挑戰(zhàn)。

    但是三缸發(fā)動機在小排量的情況下可以對應(yīng)單缸最優(yōu)燃燒和單缸最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，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態(tài)不平衡產(chǎn)生的挑戰(zhàn)。

    小排量發(fā)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(fā)動機對標(biāo)了一下通用集團目前的小排量發(fā)動機產(chǎn)品。那么它與市場上主流的小排量發(fā)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)動機相當(dāng)。其次寶馬1.5T和福特1.0T發(fā)動機都曾經(jīng)得過沃德十佳，而大眾1.2T屬于EA211發(fā)動機系列，是在大眾集團廣泛使用的小排量發(fā)動機系列。因此這三款小排量發(fā)動機可謂非常有代表性。

    ↑市場主流小排量發(fā)動機對比

    寶馬

    ↑寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發(fā)動機

    寶馬i8配備的1.5T三缸高性能渦輪增壓發(fā)動機驅(qū)動后輪。其最大功率達到了170kW，最大扭矩達到了320Nm?？芍^是同排量發(fā)動機中的數(shù)據(jù)之王，并且順理成章地得到了當(dāng)年的國際發(fā)動機大獎。在新的寶馬UKL前驅(qū)平臺車型，比如1系，2系和全新X1中采用的1.5T三缸發(fā)動機與i8的型號略有不同。它的功率被從新調(diào)教成了100kW，扭矩則減小到了220Nm?？梢钥吹剿男阅軈?shù)甚至略小于通用全新一代Ecotec1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動機。目前消費者反映意見較多的就是寶馬1.5T三缸發(fā)動機的振動和噪音問題?？梢娙装l(fā)動機動態(tài)不平衡所引發(fā)的問題是消費者非常關(guān)注的。但寶馬1.5T三缸發(fā)動機和插電混動系統(tǒng)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(fā)動機

    福特三缸1.0TEcoBoost直噴渦輪增壓發(fā)動機隨著福特嘉年華車型一起引入。由于其使用三缸直噴發(fā)動機技術(shù)，不但獲得了沃德十佳發(fā)動機大獎，而且一直霸占著三缸1.0T渦輪增壓發(fā)動機的性能之最。升功率92kW很長一段時間是小排量發(fā)動機無法逾越的標(biāo)桿。但隨著的通用全新一代Ecotec1.0T雙噴射渦輪增壓發(fā)動機發(fā)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(fā)動機技術(shù)的應(yīng)用功不可沒。

    大眾

    ↑大眾1.2T小排量渦輪增壓發(fā)動機

    大眾1.2T小排量渦輪增壓發(fā)動機是此次對比中唯一的一款四缸發(fā)動機。由于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(fā)動機系列當(dāng)中使用四缸架構(gòu)。換來了不錯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)動機

    因此目前的大眾EA211發(fā)動機正逐漸被全新的大眾EA211EVO發(fā)動機家族替代。將來大眾EA211EVO小排量發(fā)動機家族將主打四缸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/插電式混動等多個變形版本。發(fā)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的范圍。

    通用小排量發(fā)動機技術(shù)特點

    1.高性能低油耗

    雙噴射技術(shù)

    ↑發(fā)動機歧管雙噴射系統(tǒng)

    前文提到通用全新一代Ecotec1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動機既提高了發(fā)動機性能，較上一代發(fā)動機又有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)動機無獨有偶的都使用了燃油直噴技術(shù)。而通用則采用了進氣歧管單缸雙噴技術(shù)。是全球首次在增壓發(fā)動機上采用，具有高性能、低油耗、高穩(wěn)定性、更環(huán)保的特點。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)動機，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)對比

    進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)動機中引入。一個氣缸兩個噴油器協(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進氣閥，因此距離進氣閥遠(yuǎn)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(fā)動機采用的單缸雙噴是全球首次在增壓發(fā)動機上采用。由于增壓發(fā)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，選擇同時噴油或者分別噴油。

    與大眾和豐田雙噴射技術(shù)對比

    ↑廣泛使用于大眾和豐田集團的GDI+MPI雙噴射系統(tǒng)

    相較大眾第三代EA888發(fā)動機家族和豐田集團最新的D4ST發(fā)動機所采用的GDI+MPI雙噴射系統(tǒng)，只能選擇一個缸外或一個缸內(nèi)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(fā)動機在發(fā)動機低溫時顆粒物排放。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(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)動機壽命更長。

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

    2.更安靜

    雙質(zhì)量飛輪

    小星多次強調(diào)由于三缸發(fā)動機動態(tài)不平衡的特點，解決發(fā)動機的振動和噪音是三缸發(fā)動機開發(fā)的重中之重。通用全新一代Ecotec雙噴射渦輪增壓發(fā)動采用了12項靜音技術(shù)對著業(yè)界難題發(fā)動了組合拳。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)動機的右側(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)動機與鐘擺式雙質(zhì)量飛輪減振系統(tǒng)

    雙質(zhì)量飛輪，又稱DMF（dualmass?ywheel）將發(fā)動機側(cè)的飛輪和變速器側(cè)的飛輪分離開來，通過一個彈簧減振系統(tǒng)彼此相聯(lián)，可以吸收發(fā)動機扭轉(zhuǎn)振動；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)動機側(cè)主動飛輪的扭轉(zhuǎn)振動。特別針對三缸發(fā)動機動態(tài)不平衡在低轉(zhuǎn)速時尤其明顯。如下圖所示三缸發(fā)動機產(chǎn)生的振動能夠被鐘擺式雙質(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。同時由于轉(zhuǎn)速和扭矩波動減小，發(fā)動機動力利用效率提高，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)動機，借助高性能小排量發(fā)動機的力量應(yīng)對雙積分政策中對于企業(yè)平均油耗嚴(yán)格要求的挑戰(zhàn)。很快這兩款發(fā)動機將應(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力技術(shù)產(chǎn)品（插電式混動、全混動）和增程型混動技術(shù)產(chǎn)品的新能源車型，形成了高低搭配，傳統(tǒng)動力與新能源兼顧全面推進的局面
來源：駕仕派