長江後浪推前浪——詳解通用1.0T

在最近剛剛出爐的“2018年度國際發動機”榜單中,除了法拉利812 Superfast上那臺6.5升 V12自然吸氣發動機,還有似乎是來湊熱鬧的特斯拉電動機以外,剩下的清一色是渦輪增壓。而1.0升-1.5升這個排量區間,則是渦輪+三缸機的天下。​

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​在本次評選中,通用旗下剛推出沒多久的Ecotec 1.0升渦輪增壓三缸發動機成功躋身1.0L以下發動機組別。雖然最終沒獲得名次,但作為一個“新人”,能殺入決賽必定有些實力。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​除了這臺1.0升排量的發動機以外,通用Ecotec系列還有一款1.3升排量的渦輪增壓三缸發動機,下面我們來看看這對同門師兄弟有哪些過人之處。

​先說一個被忽視的概念

​這個概念就是:最佳單缸排量。

​顧名思義,單缸排量指的就是發動機每個氣缸的排量。研究表明,在一定範圍內提高單缸排量,有利於改善燃油經濟性。這個概念就像是優化電池的能量密度,想辦法提升能源的效率。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​對於有渦輪增壓的小排量發動機來說,過大的單缸排量會導致較長的燃燒火焰傳播距離,增加爆震幾率;過小的單缸排量又會增加活塞的摩擦面積,從而加大了發動機的運轉負擔,降低效率。

​經過反覆試驗發現,單缸排量小於0.4升以後,熱效率開始降低,而低於0.33升以後,這個趨勢變得更加明顯。經過理論分析和實驗驗證,得出了0.33升-0.5升這麼一個最佳的單缸排量範圍。​

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​對於通用Ecotec的1.0T和1.3T發動機來說,0.33升和0.43升的單缸排量剛好處於一個比較理想的熱效率範圍內,配合優化後的缸徑/衝程比、曲柄連桿比,以及曲軸偏置的設計,進一步提高了發動機的運轉效率。

​麻雀雖小,五臟俱全

​Ecotec發動機雖然身材嬌小,但科技配置一點都不含糊,所謂濃縮的都是精華。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​為了對抗渦輪遲滯這個“釘子戶”,Ecotec的渦輪使用了低轉動慣量的渦輪葉片,讓廢氣能夠很輕鬆的驅動渦輪,使其在1700轉/分即可介入工作。

缸蓋集成式排氣歧管縮短了廢氣到達渦輪的距離,可以讓渦輪更快地進入工作狀態,同時也使發動機整體佈置更為緊湊,減輕重量。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​在冷啟動時,缸蓋集成式排氣歧管還能利用排氣熱量為冷卻液加熱,讓冷卻液快速達到工作溫度,減少暖機時間。冷卻液同時也降低了排氣溫度,又因為渦輪與負責吸入空氣的壓縮機相連,所以就間接降低了進氣溫度,提高了吸入空氣的密度,進而獲得更多的動力。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​這款發動機還使用了比較新奇的單缸雙噴射系統。

兩個位於進氣歧管上的噴油嘴協同工作,實現更廣的噴射覆蓋面以及更好的燃油霧化效果,還可減少進氣門附近的積碳,維持穩定的進氣量和燃油經濟性。另外,兩個噴油嘴還能很好地平衡怠速時較低的燃油需求以及加速時較大的需求。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​為了進一步提高運轉效率,Ecotec發動機還在兩個位置使用了低摩擦設計。

​在活塞環以及活塞與連桿插銷的表面,使用了一種叫作DLC的特殊塗層,用來降低摩擦,同時提高耐用度。

DLC是Diamond-like Carbon的縮寫,是一種由碳元素構成,在性質上與鑽石類似,又具有石墨原子組成結構的物質。這種塗層硬度高,耐磨損,而且摩擦係數小。相比一般PVD塗層,DLC的硬度提升了100%,耐磨性提升了80%。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​Ecotec使用了多達12項的靜音技術來改善整體的NVH特性。在傳統的雙質量飛輪上增加吸振器,利用鐘擺型的離心擺往復作用,削減甚至抵消從發動機傳來的扭轉振動;在發電機皮帶輪上配有減振器,用來降低皮帶張緊力波動;優化靜音鏈條齒形結構,減小衝擊。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​另外,在渦輪、凸輪軸、曲軸、油底殼、機油泵、油軌、發動機罩等部位均針對降噪進行了特殊處理,整車的NVH水平顯著提高。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​最後​

從行業發展的角度來看,三缸機的陣型已經擺好,不管世間有多少非議,大趨勢已近在眼前。另外,從終端售價來看,目前搭載通用Ecotec 1.0T發動機的車型,與搭載同等動力水平的1.5升和1.6升自然吸氣發動機的車型相比,平均要低1-2萬,具有一定的優勢。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​三缸發動機從2015年至今,已包攬了1.5升及以下排量的所有獎席。而搭載三缸機的車型,也在歐洲市場銷售了超過200萬輛,多個品牌的三缸車型也將進入北美市場。

長江後浪推前浪——詳解通用1.0T/1.3T發動機

​2020年,新國六排放標準將在全國範圍內實施,而部分地區已經提前實施,對新車甚至二手車市場都將帶來不小的影響。而佔據排放優勢的小排量發動機,尤其是各種三缸機,將會在新的競爭環境中如魚得水。


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