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上汽通用“务实”突破:全新一代发动机打造“节能样本” 三缸机优势凸显渐成主流
来源:绿色节能网
2018-08-21 21:16
         
 
     随着节能减排的大力发展、环保意识的不断增强,传统发动机也呈现出缸数不断减少的趋势,从12缸到8缸,从6缸到4缸,如今三缸发动机正如雨后春笋般涌现出来,逐渐受到各大汽车生产厂商的青睐,多缸自然吸气引擎其主流的位置,正逐渐被小排量涡轮增压引擎所取代。

同时,以三缸为代表的发动机“小型化”“合理精简”成为内燃机发展的新趋势。“三缸发动机技术已经成熟,预计2025年三缸机市场份额将增至30%。”资深发动机技术专家、中国内燃机工业协会专家委员会委员贺燕铭在此前举办的首届小排量发动机发展高峰论坛上表示,小排量增压将成为主流,是来自业界的普遍共识。

上汽通用汽车泛亚汽车技术中心发动机燃烧及架构技术总监王立新也认为:“经过理论分析和试验验证,对于目前中国市场1.0L~1.5L主流排量,单缸排量0.33L~0.5L的三缸发动机,是最佳选择。”

目前,三缸机阵营在不断扩大,产品布局从小型车、中型车到中大型车,从轿车、SUV到MPV,从豪华品牌、合资品牌到自主品牌,覆盖各大主流细分市场。

市场发展的必然选择

节能减排”是汽车行业发展的趋势,也是消费者在选车、用车时日益成熟理性的需求。

汽车安全与节能国家重点实验室副主任,清华大学汽车工程系教授宋健就曾公开表示:“发动机的技术进步促使了小排量化趋势,而中国市场的节能与环保政策则进一步推动了发动机的小排量化,更重要的是,在未来的汽车全面电动化历程需要发动机全面小排量化。”

此外,全球范围内日趋严苛的排放法规鼓励车企加大对小排量发动机的研发投入与技术革新,而不是停留在沿用已有技术上裹足不前。技术的进步使发动机小型化成为可行。增压小型化、单缸效率提升、摩擦功改善、轻量化技术、尺寸紧凑优化等先进技术的不断突破,使1.0L~1.5L小排量发动机下,“3>4”成为现实。

中国汽车流通协会专家委员会专家、中国汽车服务产业研究中心顾问指导委员会顾问颜景辉表示:“国家所出台的4阶段燃油限制指标政策以及‘双积分’等政策都是在引导节能减排落到实处。在节能环保大背景下,车企都积极发展小排量车,这是一种发展趋势。”

据了解,欧洲市场,BMW、Audi、VW、Toyota、Ford等20多个品牌都已推出三缸车;北美市场,除Ford、Nissan在售三缸车外,未来5年BMW、Volvo、Toyota等车企也将推出三缸车;日本市场,搭载三缸发动机的K-Car“大行其道”。

中国市场,随着通用、宝马、福特、标致雪铁龙等跨国车企巨头围绕三缸涡轮增压发动机进行密集布局,上汽、吉利、长安等越来越多的中国自主品牌也纷纷加入了三缸发动机产品的阵营。目前,国内在售三缸车品牌已超过20个,并且,各大车企都在增加三缸发动机车型的投放速度与力度,根据IHS预测,未来5年,国内销售三缸车的汽车品牌预计超过60个,覆盖BMW、Volvo、Volkswagen、Audi、Toyota等几乎所有主流汽车品牌。

同时,三缸机的发展也受到了市场的认可。据不完全统计,2017年,仅西欧市场三缸车全年销量超过200万辆。根据IHS预测,2019年后,欧洲/中国市场三缸机年销量预计均将超过300万辆;到2025年三缸车预计保有量:欧洲3000万辆、北美400万辆、中国5000万辆。

如今的三缸发动机技术,已然进入了成熟期。例如,上汽通用的新一代Ecotec1.3T/1.0T双喷射涡轮增压发动机,采用了单缸燃烧最优设计,虽然排量变小了,但是动力性能和燃油经济性却有了提高。

更重要的是,针对三缸发动机先天物理结构带来不平衡性,所产生的振动和噪音问题,上汽通用新一代Ecotec1.3T/1.0T双喷射涡轮增压发动机运用静音减振技术手段,通过精密结构和先进的整体声学设计、优化运转振动等方式,降低了空气流动噪音和结构噪音,完全不逊上一代的四缸发动机的静音水准。

上汽通用坚定布局决心

随着市场的发展与变革,小排量无疑是汽车传统动力的未来方向,而当前主流企业对小排量发动机的开发,又几乎都瞄准了三缸机。其实,三缸机也是有一定范围的,不是所有的排量都能做三缸机。

据上汽通用方面介绍,在满足整机性能需求的前提下,发动机热效率的提升,是内燃机设计工作者追求的目标,而单缸排量对于发动机性能和油耗的平衡尤为关键。对于目前中国市场1.0L~1.5L主流排量,选择单缸排量0.33L~0.5L的三缸发动机,是最佳选择。

而且,三缸机体积小、重量轻、结构紧凑,没有四缸机固有的排气干扰,所以涡轮迟滞更小,还有更好的低转扭矩。特别是三缸机在设计结构上具备摩擦功优势,以上汽通用的新一代Ecotec双喷射系列发动机为例,在摩擦功损失方面,三缸机比四缸机降低10%~15%。

值得注意的是,过去消费者对三缸机的主要担忧在于NVH的控制。三缸机与四缸机在NVH上主要差异,一方面是惯性不平衡性,主要体现在一阶往复惯性力矩上,另一方面是720度点火缸数从4缸变为3缸后的扭矩波动差异导致了转速波动差异。

不过,Ecotec系列发动机提供了系统性的解决方案来加以应对。其中,对于一阶不平衡力矩方面,Ecotec 系列发动机一方面采用轻量化结构和高性能材料的应用降低了基础不平衡量,同时进行了多种整机平衡方案与整机匹配的选型,匹配出整车振动最优的组合;另一方面,引入了带减振橡胶齿轮的平衡轴系统。而在转速波动方面,仅带钟摆式的双质量飞轮就带来了40%以上的转速波动降低,Ecotec系列发动机对整个传动系统进行了充分的优化。

此外,上汽通用汽车别克品牌在去年10月上市的新英朗、阅朗以及GL6上,全面搭载通用汽车基于全新架构开发的全新一代1.0T/1.3T Ecotec双喷射涡轮增压发动机,可以说是目前国内对于三缸技术布局最坚决的主流合资品牌。

具体来说,别克全新一代1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机创新应用了12项静音减振核心技术和8项整车静音NVH技术。这20项综合发动机和整车静音技术的系统性解决方案,为Ecotec系列三缸机在各种工况下安静平顺运转方面的突破提供了关键性的技术基础,从而实现Ecotec系列三缸机及其匹配的整车振动和噪音表现达到甚至部分超越市场主流四缸机,全负荷加速噪音全面优于四缸表现。NVH表现正为消费者选择和评价别克Ecotec系列三缸机车型的重要的魅力质量之一。

上汽通用汽车泛亚汽车技术中心驱动系统执行副总监尹建民在此前举办的汽车动力发展趋势高峰论坛上也坦言:“当前这种小排量发动机热潮将会随着时间的推移而逐渐加温,最终将为中国汽车市场带来改变,上汽通用汽车也将把握机遇,不懈努力,为整个行业和市场的发展做出应有的贡献。”

   “上汽通用新发布的Ecotec系列发动机,既满足了客户的驾驶乐趣,还承担了节能减排的社会责任。”王立新透露道,在务实中不断突破的上汽通用,已经制定了清晰的48V和HEV/PHEV的发展规划,这些技术配置可以使得驱动系统的动力和节油性能进一步提升。全新一代高性能三缸发动机将成为全面践行上汽通用“绿动未来”战略的重要基础。

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信息来源:绿色节能网 责任编辑:megan
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