除了驅動車輛前進之外,發動機還背負著許多額外的工作:例如驅動發電機發電、帶動凸輪軸、水泵等眾多保證發動機正常運轉的附件。而在這個過程中,同樣會消耗額外的能量,那么將這些附件系統消耗的能量最小化,也是提升發動機效率的一個有效手段。
通過這套可變機油泵,實現了發動機按需供油,也一定程度上為發動機進行了“減負”,最終可以降低整車油耗約1.8%左右。
對于發動機的“挖潛”,最有效也是最難的部分,在于對氣缸內部汽油燃燒的控制:如果缸內汽油得到充分的燃燒,并且將燃燒的能量最大程度轉化為驅動活塞運動的機械能,那么發動機的效率就能夠得到顯著提升。從這臺發動機上,我們也能看出一些未來的發展趨勢。
通過控制氣門的正時,可以提升在不同工況下的充氣效率,減少泵氣損失,為充分燃燒做好準備。
由于發動機的燃燒發生在封閉的氣缸內,因而研究人員很難觀察到內部究竟發生了什么,所以優化工作通常只是“盲人摸象”。而一汽在研發的過程中,采用了“光學單缸機”的試驗設備,簡而言之,就是一個透明的發動機氣缸,可以通過它來觀察內部燃燒的狀況,從而通過優化噴油嘴位置、角度、流量,來實現更好的燃燒狀態。就CA4GA12TD發動機來說,通過對燃燒室內部的優化,它實現了高速滾流燃燒,提升了燃燒效率。
最終這臺發動機在各種優化設計下,最高熱效率超過了36%,這個數據已經在同級別中處于世界先進水平。
另外值得一提的是,在眾多優化設計和新技術的加持下,這款發動機僅僅通過調整直噴系統噴油壓力就達到了國六排放標準,無需其他一些發動機采用的顆粒捕捉裝置,這也從側面體現出了這臺發動機的技術先進性。
最后還需要補充一點:這臺發動機的電控系統是由一汽花費10年時間自主研發的成果,從“芯片”層面實現了完全自主的知識產權,這一點對于中國品牌的汽車廠商來說難能可貴。
全文小結:
正如文章開頭所講,發動機設計是一項復雜的系統工程,如何平衡矛盾,優化設計,做好細節,這背后都是無數細小進步的積累。而發動機同變速器、整車之間如何匹配,做到出色的用戶體驗,則又是另一層面上的挑戰。通過這臺發動機,我們看到了中國品牌在基礎技術方面的積累和進步,造車無易事,正是這些基礎的技術進步,才能打造出能夠同國際品牌抗衡的產品力。(文/圖 汽車之家 王興宇)
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