最大功率刷新15T天花板,发动机中

技术是工业革命的直接推动力,而时间到了当下的科技时代,技术仍然是促使行业变革的直接催化剂。在汽车行业尤其如此。有太多品牌从默默无闻到依靠技术迅速崛起,成为时代宠儿的例子了。今天咱们就来聊聊最近通用新发布的第八代Ecotec全新1.5T四缸直喷涡轮增压发动机。在科技加成越来越重要的当下汽车市场中,这款1.5T小排量发动机到底能创造什么样的技术革命。

“单缸最优”理念如何造就同级功率之王?

在各个厂家都在努力钻研发动机的能效比的时候,通用汽车方面也拿出了自家的思路——“单缸最优”与模块化架构开发和集成。所谓“单缸最优”,指的是让发动机缸数缩减的同时,确保数据持平或者更具优势。以通用的第八代Ecotec全新1.5T发动机为例,工程师们在它身上就应用了许多迄今为止都非常罕见的“黑科技”,让它在与竞品的竞争中可以处于上风。

比如说,它的35MPa高压燃油直喷系统能够精确控制喷油量,保证怠速燃烧;高滚流气道、缸盖燃烧室进气侧masking、长冲程(S/B1.15)和大弧面活塞头部都提高了进气效率;全程可变进排气正时系统提高调节速度,实现机油自循环,提升发动机扭矩响应速度。电动放气阀涡轮增压器高性能、高耐温,采用高效率、低惯量的混流式涡轮转子,提高增压器的瞬态响应;降低小负荷泵气损失,改善油耗;高响应、低背压的高效排气系统提高最大功率和涡轮增压器的瞬时响应性能;水冷增压中冷技术精准控制增压气体冷却温度,低密度针刺缸套使缸套和缸体结合率和热传导率提高15%以上,让发动机启动后更快的进入高效工作区间。

在这些技术的加持下,第八代Ecotec全新1.5T发动机的最大额定功率范围达到了kW~kW,比上代提升26%,升功率最高突破kW,最大扭矩输出范围Nm~Nm,比上代提升8%。为市场上同排量动力翘楚,虽然是1.5的排量,可它的动力表现甚至超越了不少2.0T车型。

空泛的数字或许无法让大家直观地感受到第八代Ecotec全新1.5T发动机的过人之处。我们可以这样理解——扭矩是衡量发动机性能的重要指标之一,目前大部分厂家的涡轮增压发动机都尽量地把最大扭矩出现的转速往前放,这样以来就可以让车辆在静止起步与低速行驶状态下可以尽早获得更大的牵引力,也就是“有劲儿”。可这些发动机也有一个缺点,就是最大扭矩输出范围有点窄,很多发动机在转/分钟的时候扭矩就开始下滑,反应到驾驶感受上就是车辆刚刚开始提速,推背感就慢慢没有了。

而通用的第八代Ecotec全新1.5T发动机在峰值扭矩输出区间上的表现就宽了很多,它在转/分钟-转/分钟的区间内都能持续以峰值扭矩的力量工作,车辆的提速过程中不会遇到“加速一半顿感无力”的情况。尤其是在中高速行驶的时候,深踩油门还能获得源源不断的动力,把涡轮增压发动机和自然吸气发动机的驾驶感受融合到了一起。此外,和一众竞品1.5T发动机相比,第八代Ecotec全新1.5T发动机还拥有同级最高的输出功率,甚至比此前的1.5T天花板——本田高功率1.5T发动机还要高出来12千瓦!对部分1.6T发动机都形成了碾压的态势,“单缸最优”理论的确很有作为。

同级“最强大脑”,精准电控,实现OTA升级进化

在我们的传统认知当中,发动机一旦装车后就不可能再有什么升级改动的空间,除非用户自行改装。但,如果发动机可以像现在的新能源汽车似的支持后期在线升级(OTA)呢?通用的这台第八代Ecotec全新1.5T发动机就做到了这一点。

它配备了最新一代控制器芯片(ECM),创新应用HSM硬件加密技术、多核系统独立运行、硬件实时安全监控等一系列新技术,使整个控制系统的功能安全等级达到行业最高的ASIL-D水平。同时与当前主流产品相比,其ECM算力提升近14%,内部存储器性能提升33%以上,核心传感器还采用多路信号冗余设计,进一步保障了系统的稳定性。

此外,依托最新一代控制器芯片的强大性能,其燃烧系统、进气控制系统、冷却润滑系统等部件的智能化程度都获得大幅提升。首次将神经网络、深度学习等先进前沿的控制技术应用到发动机控制策略中,使发动机的控制系统运行更智能、动力更强劲、使用更安全。

在这样的技术的帮助下,通用的这台第八代Ecotec全新1.5T发动机实现了更高带宽、更安全的高速通讯能力,而且发动机控制系统同传动控制系统、底盘控制系统、车身控制系统等高效互联互通,实现整车性能的智能动态优化,并支持全生命周期OTA远程升级功能,具备可持续拓展的无限潜力。

惬意驾控,四大维度优化NVH表现

一直以来,很多涡轮增压车型的用户们都会诟病涡轮增压发动机的NVH表现非常一般,尤其是小排量涡轮增压发动机不仅工作噪音大,而且还会发出恼人的振动。在舒适性方面,第八代Ecotec全新1.5T发动机分别从源头控制、传递路径优化、空气及结构声隔离、声品质优化等四个维度优化NVH表现,实现惬意驾控体验。

首先是源头控制部分,它的思路是控制发动机爆发压力爬升率,避免强烈冲击及振动,提升怠速燃烧稳定性,避免各种工况下的转速波动率,降低怠速振动。最优化的活塞往复部件重量,最大化降低往复不平衡振动。用通俗的话来解释就是——为原本暴躁的涡轮增压发动机注入了相对温和的性格。

在传递路径优化方面,它的低压精密砂型铸造缸体结构紧凑,内部致密性高、缺陷少。采用锻钢曲轴组件优化的配合间隙与最佳的活塞偏置位置,可降低敲击噪声。全球首创从极寒态到高温态的全过程整机级动态联合仿真技术,高速运动零件的噪音与振动全面受控;所有的轴颈表面均采用全球领先的微米级弧面设计与超高精度的弧面抛光技术,可匹配发动机在高爆压下的变形趋势,从而实现超长里程的耐久性;两级可变的弹簧刚度,可以更好地过滤发动机在不同负荷下的转速波动。内置的缓冲阻尼单元可有效提升NVH性能,带来更安静的驾乘体验。

在空气及结构声隔离方面,这款发动机使用了复合式一体设计和吸隔声组合设计的发动机罩盖,实现中高频高效声学优化效果。采用内置抑制压力波动的截流板、辐射噪声聚氨酯泡沫声学罩、凸轮轴罩盖高效静音阻尼垫,进一步降噪。非曲轴直接驱动以降低油泵转速波动;以静音链代替传统齿轮驱动减小啮合噪声。

最后是声品质优化,工程师们通过为它增加滚子链增加包胶处理,降低传动啮合冲击,带来上佳的降噪表现。液压挺柱消除气门间隙,改善气门敲击;优化的轴承间隙及装配工艺,减小轴承噪声。转子动平衡控制优化同步噪声;执行机构间隙控制减小敲击;废气旁通阀减震装置减小压力脉动。通过在这些方面的努力,第八代Ecotec全新1.5T发动机的NVH表现有了质的飞跃,让车辆在动力澎湃之余更有宁静、舒适的行驶表现。

卓越品质源于严苛极限测试

当然,只有黑科技是远远不够的。对于民用车而言,发动机的可靠性尤为重要,因此,第八代Ecotec全新1.5T发动机通过数百台原型发动机对耐久性进行了全方位验证。依托上汽通用汽车全球领先的智能制造体系,确保卓越品质。采用精确的仿真模型与设计迭代,优化零部件、子系统和总成的疲劳强度、振动噪声,流体流场、热力学、密封等关键性能。

在开发过程中,仅发动机耐久性测试就多达9种,累积测试里程长达万公里,测试时长高达小时。还经历高寒、高原、高热、高湿、高腐蚀、不同地域不同城市不同路况的试验,确保始终如一的可靠性。

并且,在整个开发周期内,通用汽车还使用了应用数字化工艺平台和虚拟仿真技术进行工艺开发及模拟验证,提升产品制造工艺开发可靠性。通过应用MES(制造执行系统),实现制造数据(设备工作数据、质量数据)的实时采集和数据模型分析,从而提高生产效率,控制制造成本、提升产品制造质量。

在制造流程上,第八代Ecotec全新1.5T发动机的加工线设备平均自动化率高达95%,装配线关键设备%自动化(拧紧、压装、测试等)。产品制造全过程%质量追溯控制,产品关键制造参数%可追溯,智能视觉、激光检测系统,智能机器人应用满足柔性化制造。行业领先的发动机下线智能视觉质量检测,发动机外观缺陷%检测,建立客观统一的质量标准。

此外,通用汽车还使用了“发动机功能测试大数据”这一新技术,提升了对来料质量和制造质量的控制水平。设备智能监控系统通过采集、分析设备大数据来预测设备运行风险以及产品制造质量风险,防范于未然。智能物流,实现物流系统的全过程自动化、智能化及精益化生产。

小编有话说:

据小编了解,第八代Ecotec全新1.5T的开发源于通用汽车内部的“Avatar阿凡达项目”。“Avatar阿凡达”一词来自梵文,含有“化身”和“升华”的含义,从这一点来看,足见通用研发这款发动机的初心了。而第八代Ecotec全新1.5T也确实配得上“化身”这个词,强大的性能和丰富的衍生扩展能力不仅使得它能够针对具体车型需要演化为不同性能的版本,还能与9速HYDRA-MATIC智能变速箱和智能CVT无级变速箱完美适配,还可支持48V轻混动技术以及未来的强混或PHEV插混系统,说是“变形金刚”也不为过。

技术从来都是汽车品质的核心因素,不断追求技术的品牌才能紧跟行业发展,创作新的可能。在全球节能减排的趋势下,小排量发动机成为倡导的主流,但随之呈现出来的动力缺失的行业痛点也是继续解决。通用率先基于这一点发布第八代Ecotec全新1.5T发动机,实现了更小更强的兼得局面,不可谓不强。而在未来的应用中,第八代Ecotec全新1.5T发动机也将成为上汽通用汽车旗下的一面技术王牌,创造更多可能。




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