发动机所谓的可靠性好坏,到底靠的是什么?

今年是三缸发动机产品大年,不管是一线大厂,还是自主品牌都开始大力推广三缸发动机。很多消费者对于三缸机的突如其来,并不是很能接受。但其实,内燃机自诞生以来,就有各种数量气缸的布局,三缸发动机并非无源之水。

发动机所谓的可靠性好坏,到底靠的是什么?

很多人无法打破固有思维,是因为之前的几十年,我们被大排量的多缸发动机宠坏了,以为那就是时尚, 那就是高端。归根到底,我们舍不得的,其实并不是性能,而是那个数字带来的虚荣。三缸发动机是否可靠,根本不取决于这个 "三"字,而是取决于设计和材料,制造工艺以及试验标准。

材质和标准是基础

作为一个高技术含量的机械产品,发动机使用的材质及研发标准非常重要。比如强调高转速,那散热和润滑系统就要跟得上;强调省油,采用轻盈的气缸材料是一个重要的途径。铸铁发动机很沉重,但更加能压榨出惊人的升功率;铸铝发动机极限性能一般,但同等排量能减轻20公斤左右的重量,可以实现更低的油耗。不同的设计,不同的材料要恰当的互补,才能实现最佳设计效能。除此之外,研发标准也是基础工作中的重中之重。比如福特的1.0T三缸发动机,领克的1.5T三缸发动机以及荣获"2018年度十佳发动机"的通用1.3T三缸发动机,都采用了时下最先的设计理念和技术。

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另外由于中国幅员辽阔,从南至北,从东至西都跨越几个时区,车辆必须要具有较为良好的适应性。每年夏天在中国最热的吐鲁番沙漠,每年冬天在中国最寒冷的漠河,总是能看到很多满身迷彩伪装的测试车辆。一台车设计得再好,也必须经过多重试验实地测试跑出来。常见的高速、高温、高寒、高湿、震动、碰撞等实验,必须一项一项地按标准完成,只有这样,才能锤炼出最好的发动机。通用在吐鲁番就设立了高温测试基地,每年5月到10月都会有新产品过去接受考验,而漠河则是包括大众在内的所有主流厂家冬季测试的首选。

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好的发动机,还需要有好的工艺

在说制造工艺之前,先说一个小故事:每一台日产GTR跑车的发动机功率,都不是标准的,只能保证一个大概的范围。因为GTR的发动机都由手工完成,而且是在密封的车间内装配,就是为了避免发生轻微的膨胀,从而确保可以达到最高的制造精度,这样的工艺显然和机械工业生产有着天壤之别。是否有足够精良的生产线,足够完善的工厂,足够训练有素的技师,也是衡量发动机水平的重要标准。

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好的发动机设计出来以后,更加需要工艺精湛的制造,才能完美地呈现在消费者面前。以通用为例,目前通用的三缸发动机主要在上汽通用武汉基地生产,这也是目前通用在国内最新、技术最先进的发动机生产线。简单来说,能够在62名员工的管理下,做到年产30万台的发动机产量,自动化率高达97%。

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这是一家全数字化设计的工厂,终年恒温控制,使用西门子PLM/PDM平台进行发动机的设计,数字化分析跟仿真,打通了设计跟制造环节。当然,高精度的五轴加工中心,智能机器人这些都是必不可少的。工厂能自动完成上料,加工,清洗,测试,装配,检测的整个制造过程,质量跟品控,都能达到同行业的最佳水准。

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三缸发动机也完全可以不输四缸

相对于四缸机,三缸发动机零件数量更少,体积与油耗都有优势。但是三缸发动机有个天然的自带特性,就是容易产生较多的抖动。在这方面,通用为发动机专门设计了平衡装置。比如为1.0T发动机配备了钟摆式双质量飞轮,为1.3T发动机加装了带减震橡胶齿轮的平衡轴,从设计源头最大程度地降低了震动,同时借助多种降噪隔音材质的应用,从而使Ecotec系列发动机能有不弱于四缸机的表现。而宝马是将加装配重块的平衡轴,安置在曲轴箱中,以此减弱往复运动而产生的抖动。

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与此同时在发动机材料上,小排量机型也用足了功夫。比如通用和福特采用了铝合金缸体和缸盖的设计。其中通用Ecotec发动机还使用了一种名为DLC低张力类金刚石的涂层,这种涂层比目前发动机常用的PVD涂层硬度提升了100%,耐磨性提升了80%,有效地提升了发动机的可靠性和寿命。

发动机所谓的可靠性好坏,到底靠的是什么?

发动机所谓的可靠性好坏,到底靠的是什么?

从参数表现来看,在先进技术加持下的小排量三缸发动机表现出众。通用Ecotec三缸发动机1.3T机型最大功率120kW,最大扭矩230Nm,功率领先大众1.4T整整24kW,领先宝马1.5T整整20kW,甚至相比丰田2.0L排量的发动机也毫不逊色。。

结束语:在涡轮增压还没有普及的年代,一谈到带T的发动机,不少人就谈虎色变。现如今,那些自吸的死忠如本田丰田车迷,很大一部分都陆续投入到了涡轮的怀抱,有问题的根本不是涡轮本身,而是早期不成熟的技术跟制造工艺。三缸发动机也是如此,现在以通用为代表的厂家已经有足够的实力规避三缸发动机的弱点,并实现了更好的性能跟油耗。到了2018年,如果你还过分纠结三缸,那或许就真的out了。


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