本篇文章给大家谈谈《汽车轻量化主要技术》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、大众这么牛,你知道EA211发动多强吗?
- 2、拒绝原罪!你不知道的三缸机发展简史
- 3、发动机4g18m二咋样
大众这么牛,你知道EA211发动多强吗?
我来分享一下大众EA211发动机的相关技术。
大众的涡轮增压小型化发动机最早开始于EA111系列,最具代表性的就是当时的EA111的1.4T发动机,该系列大约在2004年左右上市,是大众第一款小排量的直喷增压发动机。从该系列开始大众奠定了均质混合直喷增压发动机的技术路线。这一技术路线采用小排量的直喷发动机代替大排量自吸发动机,通过降低转速,提高负荷,从而大幅度的提高发动机效率,降低油耗。目前几乎所有直喷增压发动机都采用这个技术路线。EA111可以说是这一主流技术路线的开创者。
EA211系列是大众开发的EA111的换代机型,主打仍然是1.4T,还包括1.2T以及1.6和1.4自然吸气发动机,以及1.0自吸和1.0T三缸发动机。EA211系列大约在2011年左右上市。在2017年EA211又进行了一次升级,发布了了最新的EA211 1.5T EVO版本采用了一系列最新的技术。同时,为中国还开发了一个1.5自吸发动机,以替代原来的1.6L自吸发动机来降低消费税。
相比EA111发动机 EA211发动机采用了模块化的设计,同时进一步提升了性能,降低了油耗,采用了更多轻量化和降摩擦的技术,油耗比EA111降低了8%以上。EA211主要的技术如下:
1.模块化的设计
考虑了大众横置MQB平台对发动机模块化的需求。进排气方向调整成EA888一致,把进排气从原来的前排后进变成了前进后排。发动机的安装角度和姿态也重新设计以满足MQB模块化的要求。
2.全新开发的燃烧系统和直喷系统
采用了高滚流的燃烧系统,强调低速性能和油耗,同时开发了200bar的高压喷射系统,在当时是非常先进的系统了。
3.集成在缸盖上的排气管。
这种设计可以降低排温,加快发动机暖机,有利于排放和降低油耗。
4.带滚针轴承和罩盖一体式的凸轮轴,降低摩擦。凸轮轴的凸桃直接在装配线上在凸轮轴棒芯安装到罩盖上以后再焊接到凸轮轴上。这样就可以保证凸轮轴轴承的直径最小化,降低摩擦。
5.从EA111的铸铁缸体升级到了铝缸体
以前大家都在讨论为啥大众不用铝缸体,是不是成本原因。大众在EA211设计时采用了铝缸体缸体重量比EA111的铸铁缸体降低了16公斤。
6.后端布置水泵和双节温器
水泵布置在缸盖后端,由凸轮轴通过皮带驱动,同时采用了两个节温器来分别控制缸体和缸盖的水流,这样可以加快暖机,降低油耗和排放。
7.长寿命正式皮带。
为了降低噪声和油耗把EA111的链条传动改为长寿命的正式皮带,9万公里检查,理论上可以18万再更换。
8.可变机油泵
早期的EA211采用的是不可变机油泵,随后开发了两级可变机油泵,可以根据发动机的需求在低转速低负荷时降低机油压力来减小阻力,降低油耗。大众后期有开发了前端驱动的连续可变机油泵,在2017年上市的EA211 1.5自吸发动机上已经采用。
9.停缸技术ACT
EA211后期版本还增加了ACT停缸技术,也就是在低负荷运转时通过气门升程控制把2/3缸的进排气门全部关闭,只用1/4缸工作来驱动车辆。这个技术可以大幅度的改善燃油消耗。NENC循环工况油耗有5%降低的潜力。
2017年大众推出了EA211平台的升级版本,平台没变,升级到1.5EVO版本,采用了更多的新技术,可以说1.5EVO是目前行业在小排量增压方向的一个标志性产品,技术升级的主要方向是进一步的降低油耗,并满足欧6b排放和RDE的需求。这个发动机有两个版本,高功率110kw是不带米勒循环和VTG增压器的,低功率96kw反而新技术更多,拥有米勒循环和VGT增压器。新增加的技术主要如下:
1.米勒循环燃烧系统
采用了全新的米勒循环燃烧系统。简单的说就是采用气门早关的技术实现膨胀比大于压缩比的燃烧,这样的燃烧过程在部分负荷效率更高,更省油。米勒循环由于实际工作的压缩比比物理压缩比要小,EA211 1.5TSI evo因此可以允许使用较高的物理压缩比,米勒循环版本达到了12.5。米勒循环会大幅度的降低油耗,但是发动机性能会受到一定限制。
米勒循环的另外一个好处是可以降低排温,对满足欧6排放中的实际驾驶循环排放RDE排放很有利。
2.VTG可变截面涡轮增压器
VTG可以在不同的转速和负荷下通过调整涡轮叶片来实现涡轮机的高效率,可以有效的降低油耗,改善性能和增压器动态响应。
VTG由于涡轮机效率提高,可以降低排温,对满足RDE排放要求也有好处。
顺便说一下,这是第一个大批量量产的汽油机VTG产品。
3.升级的350bar燃油喷射系统。
相比原来的200bar的系统,大众升级了燃油喷射压力到350bar,更高的喷射压力可以大幅度的降低颗粒物的排放,尤其是PN颗粒物数量排放。有利于满足欧6b排放。
4、优化了燃烧系统的气道和活塞顶设计。
采用了更大滚流的气道来实现更好的混合,降低油耗。为此重新设计了气门夹角,采用了新的气道设计,优化了火花塞位置。这些改变会进一步降低机油稀释的可能,同时更强的滚流和优化的火花塞及喷油器位置也避免了早燃引起的超级爆震问题。
5.APS atmospheric plasma spray缸孔等离子喷涂工艺。
大众在1.5EVO的110kw版本上的铝缸体的汽缸套采用APS工艺。可以在缸孔上形成非常微型的储存机油的微孔洞来替代传统的平台网纹珩磨,确保活塞环平稳滑动,摩擦小,磨损小。与铸铁的普通平台网纹珩磨工艺相比,这种解决方案的进一步好处是增加了散热,提高了燃烧时的抗爆性能,提高了在全球市场上面对劣质燃料的耐受度。
6.基于MAP控制的冷却系统。
采用了基于ECU电控单元MAP控制的节温器,可以分开控制缸体和缸盖水套的冷却,从而加快暖机,降低油耗和排放。
拒绝原罪!你不知道的三缸机发展简史
三缸机的高光时刻
1986年,一款红色的两厢小轿车以进口散件组装的方式在天津汽车制造厂正式下线。时任天津市市长说:“我们自己生产的轿车,华夏得利,中国人得利,就叫它夏利吧。”
34年前的夏利,从来不曾想过自己会雄踞当年中国汽车市场的半壁江山。1991年的陈道明不过36岁,在他天津重庆道的老房子门口,陈道明穿着一条军绿色长裤,留着一头长发,蹲在路边擦他那辆新买的夏利。郭德纲初到北京交不起房租,妻子背着他,回天津把自己开了没多久的夏利卖了,这辆车是老岳父送给妻子的礼物,卖了一万两千元,才有的德云社。后来郭德纲自己调侃:论资排辈儿,夏利是德云社的祖师爷啊。
“我从几岁起就盼望着买辆汽车,可小时候家里很穷,那阵子想买也买不起呀!当时最大的梦想就是有一辆拖拉机去县城就行。”赵本山曾如此感慨。出道十多年后,他终于如愿拥有了第一辆汽车——夏利。
他们口中的夏利都是搭载着代号为TJ376Q的三缸1.0L发动机,最大输出功率53马力,最大扭矩77N·m夏利TJ7100,也是中国第一批搭载三缸发动机的车。三缸的夏利,承载着本山大叔的朴实无华的梦想一步步将他送进了价值两亿元的庞巴迪挑战者机舱内;三缸的夏利,也为德云社后来的九层之台贡献出了第一抔垒土。
1992年,国人最熟知的第2代奥拓(CA72)在国内4个生产企业投产,使用的是铃木F8B发动机,三缸,排量0.8L,最大功率36马力,最大扭矩60Nm。随后的几代夏利和奥拓车型,也普遍使用三缸发动机,在那个四轮汽车都少见的年代,拥有一辆汽车是多少家庭的梦想,至于舒适性,那时候还没这个词,也没人会在乎。
可想而知,脍炙人口的夏利销量一路走红。1998年,夏利全年销量高达9.9万辆。2004年,夏利成为第一个产量过百万辆的自主轿车品牌。次年年底,又成为国内第一个销量突破20万辆的轿车企业。它也是第一个出口到美国的中国轿车品牌。
成也萧何,败也萧何
出租车“黄大发”时代的终结,也意味着“红夏利”时代的开始,打车打到夏利也成为“有面子”的体现。“物美价廉”的红夏利出租车很快成为大中城市街头的一道风景线。1996年,国内出租车夏利占80%以上份额;1999年夏利在北京地区销售2.3万辆,其中90%以上为出租车;2000年这一比例仍保持在三分之一。
但网红夏利在“一日看尽长安花”后,也完美地演绎了什么叫做“盛极而衰”。
2004年,就在夏利实现100万辆下线的同年,为“改善城市精神面貌”,北京市开始禁止出租车公司再次采购夏利车型,并提出至2006年底全部强制淘汰现有夏利车型。此时投入市场的夏利已经历数年高强度运转,各种小毛病均已浮现。根据当时规定,出租车的使用年限一般是6年到8年,这意味着北京大部分夏利车已经达到使用年限。
尽管这台三缸直列横置自然吸气发动机采用了水冷、顶置气门、平衡轴以及双腔化油器等当时各路顶尖的家用车发动机技术,可夏利在我们眼中不过是马力小到开着空调上坡都难、声音十分豪放、抖动程度犹如减脂机的破出租,再配合上老夏利“吝啬”的外形,直到二十一世纪第一个十年末,人们这种对三缸发动机的刻板印象还停留在上世纪八十年代。出于成本考量,它忽视了消费者对舒适性的要求,没有降噪、减震措施。最终,其被效果更好的四缸机取代,淡出人们视野。
卷土重来已可知
随着国民消费水平逐渐提高,大家的消费观念也在慢慢升级。不论是以大排量自吸闻名的美系车,还是凭借动力操控见长的德系车、法系车,甚至是非常节能环保的日系车,各大主机厂在中国市场引入的,都是盈利能力强的大排量、高能耗的汽车。这些车辆,大都采用6缸、8缸引擎,一些豪华车和跑车上10缸、12缸的发动机更是屡见不鲜。从排量到发动机缸数,中国消费者都喜欢越大越好。
但囿于环保法规和排放标准的日益严苛,自2010年以来,小型化一直是汽油发动机的主流趋势。而这个小型化的过程伴随着减排量、减缸数等阶段性进展,早期体现为四缸机对六缸机的替代,直至今日的三缸机对四缸机的替代。
其实到三缸机的过渡远没有八缸到六缸、甚至六缸到四缸那么顺利。众所周知,气缸内活塞在做往复直线运动是会产生往复惯性力,并且这个力还会产生一个力矩,而每个气缸的点火顺序不一样,六缸发动机每个气缸的惯性力矩叠加之后合力为零,自身便能够实现完美平衡。四缸发动机主要问题是无法消除的二阶惯性力,而三缸发动机由于其缸数为奇数,一阶、二阶惯性力矩都不平衡,所以更无法达到力平衡状态。
但随着汽车发动机的不断迭代升级,各个主机厂在研发三缸发动机的时候也是绞尽脑汁,各种技术眼花缭乱,市场已经不乏优秀的三缸机,获得消费者和业内人士一直好评。
三缸机的复兴之路
在别克英朗、威朗、GL6上搭载的通用EcotecLI61.3T三缸涡轮增压发动机是近两年通用主推的小排量发动机,除了高效燃烧和低惯量涡轮外,这台发动机使用了DLC涂层工艺,相比传统的PVD涂层更加耐用,除了降低机油消耗,还可以提升静音效果。而且发动机的飞轮相比传统飞轮还增加了一个吸震器,可以通过反向离心摆动来减小发动机主动飞轮扭转振动,所以更好地抑制了发动机的震动。所以,它对人们一直诟病三缸机的震动和噪音优化起到了非常大的作用。
在领克02、03上普遍使用的代号为JLH-3G15TDC和JLH-3G15TD的高低功率发动机为了在最大程度上控制三缸发动机天生的抖动和震动问题,这款发动机同时采用了平衡轴和双质量飞轮。而且为了缩小发动机的体积,水冷系统的水泵被集成到了进气凸轮轴的末端,通过凸轮轴直接进行驱动,省去了水泵的皮带结构,减轻了发动机的运行阻力和自重,而且采用九大降摩擦技术,与上一代四缸机产品相比,摩擦功总体降低了30%。所以,这台发动机在平顺和噪音上的表现也非常不错。
福特最早的三缸机开始于2012年,当时作为美系代表推出的超小排量Fox系列1.0T三缸涡轮增压发动机由于引入了双质量飞轮用以改善抖动,其先进性和高效性都在国际上屡获大奖。国内的EcoBoost1801.5T三缸发动机在抑制震动上采用了中置平衡轴设计,可以通过计算发动机运行过程中不平衡力矩大小和相位,对进行不平衡力矩进行补偿和削减。同时优化了平衡轴位置并强化了平衡轴位置的刚度,进而降低发动机噪声辐射和震动。
PSA集团在几年前就开启了PureTech动力战略,包括了EP、EC、EB等1.2L-1.8L排量的发动机,并在2016年的时候在国产标致、雪铁龙等车型上搭载。其中EB2系列的1.2THP三缸发动机算是明星产品了,在动力、响应和震动一直上都表现抢眼,在国际发动机大奖中已经多年连续获得1.0-1.4L排量组的冠军。除了集成上文已经提到的全铝机身、DLC图层外,1.2THP拥有的椭圆正时齿轮技术和创新的无声平衡轴系统、双质量飞轮,可以进一步从多个方面降低噪音和震动,提高发动机运转的舒适性。
传奇车型宝马i8上的B381.5T发动机是当时世界上首屈一指的模块化发动机,是将宝马的0.5L最优单缸+模块化设计制造策略贯彻到三缸机的典型代表。更大的单缸排量意味着更好的燃烧组织、更好的摩擦功控制、更好的轻量化应用,更小的排量则有利于振动和噪音的表现。而且B38的涡轮增压器使用了首创的铝制材料外壳和排气歧管,从而大幅实现轻量化。经过各种平衡之后,BMW的工程师在当时的技术条件下认为:0.5L应当是模块化下一个单缸排量的最优解。
而三缸机真正的巅峰出现在2020年3月3日,恒大与柯尼塞格成立合资公司后的首款产品,新能源超跑Gemera在日内瓦全球首发。
单从发动机结构来看,Gemera卑微到尘土中的三缸机与三大神车放在一起简直颜面扫地。但它胜在升功率高,每升排量就迸发出了225kW的功率,另辟蹊径的将性能怪兽按在地上摩擦。
这台发动机搭载了柯尼塞格引以为傲的FreeValve无凸轮轴技术,让传统发动机的配气机构有了质的改变。那些沉重且消耗曲轴动力的的凸轮轴、正时链条等一系列的机械结构,被电控液压与气动系统所代替,实现了"电控-油压-气动"的混合工作模式,从而来控制气门正时以及升程的调节,完全不需要凸轮轴的存在。要知道,怠速是发动机克服自身内部机件的摩擦阻力,并且维持发动机稳定运转的最低转速,凸轮轴使得每个活塞之间构成了硬链接,在传统配气机构中这种硬链接造成的机件摩擦阻力增大正是怠速抖动的根源之一,而取消凸轮轴再加上电机的合理介入,恰恰完美的从根源上避免了怠速抖动的发生。
从2018年开始,三缸机席卷了各路国际发动机评选大奖,但这不代表三缸机今天就已经成为了主流或者应该立刻成为主流。不得不承认市面上还有相当一部分搭载三缸机的产品存在抖动、噪音、动力输出不足等问题,但这些产品归根结底是主机厂至今没有正确认识到抑或不愿正确认识到三缸机与四缸、八缸、十二缸一样都是作为一款独立且成熟的内燃机出现在汽车工业当中。仅仅将三缸机视为政策使然下四缸机的减配产物,殊不知真正的三缸机理应也必须拥有独立开发的整车匹配硬件、整车特性调校甚至整车制造平台。三缸机的良性发展蓝图应该是不断倒逼整车向三缸机匹配,而不是拿掉一个气缸那么简单的饮鸩止渴。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
发动机4g18m二咋样
4g18m2发动机,该发动机采用杯状挺柱直驱气门机构、全新材料气门导套、气门座圈及三槽结构气门、进气vvt系统、电子节气门体、低张力活塞及活塞环、下翻式塑料进气歧管、塑料摇臂室盖、不锈钢排气歧管、内置ocv油路等技术;完全贯彻小型化、轻量化、模块化的设计理念,对每个零件及结构都进行多轮考核验证,保证整机可靠性。4g18m2-fr发动机在整机动力性和经济性上,优于国内同平台自然吸气发动机所以当然会比cs35的发动机要好。
关于《汽车轻量化主要技术》的介绍到此就结束了。