[汽車之家 發動機技術] 2019年過去了,一個嶄新的年代來臨;厥咨弦粋十年,中國汽車行業爆發的超乎我們的想象,然而近兩年的迅速降溫也同樣讓人措手不及。在中國車企的“求生之路”上,汽車技術仍是核心,而核心的核心——發動機技術到底發展的怎么樣了?下面我們列舉了在2019年里中國品牌幾家主流車企新推出的發動機。
2019年里誕生的新發動機著實不少,很重要的一個原因是最新的國六排放標準來臨了。通過軟件層面的改進,原先國五標準的發動機可能會達到國六標準,但功率和油耗一般都會受到影響。為了保持足夠的競爭力,車企們紛紛推出自己新一代的發動機產品。
我們盤點了今年中國品牌車企推出的全新汽油發動機(乘用車),總共列舉了技術升級較大的7款動力,除了一汽機械增壓的3.0T外,它們都為渦輪增壓發動機,且排量都在2.0L及以下。
目前就中國品牌車企來看,排量在1.4L-1.6L左右的發動機是緊湊型、中型車以及緊湊型SUV的主要動力,面對消費者對動力性、燃油經濟性以及最新排放法規等要求,各大車企更新了自己的動力產品線。對于2019年量產的發動機來說,基本有兩個關鍵詞:熱效率、國六標準。
關鍵詞一:熱效率
中國品牌車企在新一代的發動機上開始提“熱效率”這個詞,足以體現了中國車企在發動機技術上的自信。兩年前奇瑞宣稱其1.5T發動機達到了37.1%的熱效率(當時國內品牌發動機最高值),而今年量產的長安1.4T發動機、廣汽2.0T都提升到了38%的熱效率,一汽2.0T甚至達到了39%。
長城未來新一代2.0T會達到38.3%;即將在2020年投入量產的長安1.5T發動機能夠實現最高40%的熱效率,這已經非常接近于豐田的量產記錄了(豐田2.5L發動機最高熱效率為41%)。甚至,多家中國品牌車企還將目標放遠到更高值。
熱效率能夠在一定程度上代表發動機的燃油經濟性,簡單來講它就意味著對每一滴燃油的利用程度,熱效率高的發動機能夠壓榨出更多的能量,也就更省油。
但各家車企傳播熱效率這個詞的時候,一定是要有一個定語的——“最高”,車企傳播的數字基本都是發動機的最高熱效率,這僅僅代表了一個最大值,所以這臺發動機到底省不省油,還要看綜合工況下最高熱效率能夠覆蓋多大的范圍。為什么這么說?先看一下某品牌1.5L發動機的熱效率示意圖。
在上圖中可以清晰地發現,一臺發動機的最高熱效率是一個區間,只有當發動機轉速在2300-4100rpm之間、輸出功率在75-110kW的區間內,發動機才能達到37%的最高熱效率。高熱效率區間的范圍大小,決定了一臺發動機是否省油。
從熱效率的角度來看,內燃機還有很大的發展空間。隨著技術的迭代,近些年發動機最高熱效率在不斷地提升,尤其是日系車企的發動機產品,除了豐田41%的量產最高紀錄,此前馬自達也宣傳未來要推出最高熱效率達50%的發動機。
第二個關鍵詞:國六標準
這個時代的發動機“太難了”,除了節能還有減排,全球法規都在提高汽車尾氣排放標準,中國也不例外。2019年7月1日開始,國內各地區開始陸續實施國六排放標準的相關政策,車企們不得不更新自己的發動機。
國六排放標準對一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物以及顆粒物等都有了更嚴格的要求。面對“新考題”,中國車企們不得不從多個方面入手,從根本上改善發動機燃燒效果,減少熱量損失、摩擦損失、泵氣損失,增強三元催化器性能,甚至加入顆粒物捕捉器等等。
—— 長安1.4T
即便是如今新能源車型的迅速推廣,傳統汽油發動機仍舊是車企們研究的課題,而傳統內燃機領域,歐洲仍舊有著非常優渥的資源。長安多年前在英國伯明翰建立了動力研發中心,一直到現在都在向國內輸送技術。
2019年里,長安發布了兩款小排量渦輪增壓發動機,分別是長安NE動力平臺下的1.4T和1.5T。目前1.4T已經量產搭載到了逸動和CS35 PLUS車型,而1.5T發動機預計在2020年量產到實車上。
長安定義的“NE動力平臺”主要打造自家的中小排量發動機,據稱平臺下誕生最新的1.4T和1.5T在零部件通用率上達到了98%,這在理念上追求了模塊化設計,類似寶馬的B系列發動機一樣,用更多通用的零部件來平攤、削減成本,但前提是長安能夠有足夠大的鋪貨量。
長安在新一代發動機上不僅使用了高通用率的零件,其1.4T和1.5T還選擇了基本一致的發動機技術,除了排量和動力參數不同,例如上述表格中的技術配置基本沒有太大區別。至于熱效率的差異,未來量產的長安1.5T是否真的能夠實現40%熱效率,我們拭目以待吧。
在長安新一代發動機上能夠看到多家國際大牌供應商的零部件產品,例如博世350Bar缸內直噴系統、舍弗勒進排氣VVT執行器等等,這樣說明了國外成熟的零部件技術依然是國內車企打造發動機的捷徑之選,中國汽車工業上游的零部件企業還有著不小的差距。
除了高壓的缸內直噴系統,在長安1.4T和1.5T上我們還看到了水冷式中冷器,雖然這并不是什么新鮮的技術,但在中國品牌小排量增壓發動機上并不算多見。
接近40%的熱效率并不是通過一兩項技術來實現的,而是發動機周身的全套技術升級,不僅更深度的壓榨汽油的能量,也從減少摩擦損失、泵氣損失、熱量損失等等方面來減少能量的浪費,這就像是經營一家高效運轉的公司,提升每一個部門的工作效率,整個公司才能獲得更高的成績。
·長安全新1.4T已量產車型:長安逸動、CS35 PLUS
—— 長城2.0T
我們也不得不聊一聊長城的2.0T發動機,有人說它不是早就量產了嗎?“此2.0T非彼2.0T”,長城旗下的哈弗和WEY品牌車型在幾年前就量產了2.0T機型,但今年的長城2.0T進行了不小的升級,主要是為了滿足國六b排放標準。
全新的長城2.0T代號為GW4C20B,它并不是靠簡單的細微調校來達標,而是增加了350Bar直噴系統等硬核技術,其最大輸出功率和扭矩都有所提升。在節油方面,它還使用了熱管理模塊技術,相比純機械控制冷卻水循環的方式顯然更加節能了。
相比前面提到的長安1.4T和1.5T來說,長城的GW4C20B并有太多特殊的技術點,為了實現國六排放和更低地燃油消耗量,大家都采用了類似的技術。但是!不要小瞧這家專注于研究SUV的中國車企,其下一代的長城2.0T非常有競爭力。
我們也對這臺新時代發動機充滿期待,除了此前的技術配置外,它還能夠實現米勒循環和12:1的高壓縮比,也就意味著它能夠更經濟節能的運轉,長城、哈弗和WEY的車型能否變得更加省油,未來的動力系統非常關鍵。
同時,長城未來新一代的2.0T也具備多樣化配置,根據需求可以選擇可變氣門升程、48V BSG電機以及更多電氣化附件,這便讓它能在長城、哈弗、WEY三個品牌車型上體現出差異化,更寬的拓展能力,也會讓動力系統更豐富起來。
·長城全新2.0T已量產車型:哈弗F7x、長城炮、WEY VV7等
—— 廣汽2.0T
最新的傳祺GS8上搭載了廣汽傳祺新一代2.0T汽油發動機,GS8的尾標變成了“390T”,之所以廣汽自豪地把“390”這個數字亮出來,是因為它的2.0T發動機達到了同級別中國品牌發動機最大的輸出扭矩,即390N·m。(以下簡稱為廣汽2.0T)
廣汽這臺2.0T也升級為了350Bar壓力的直噴系統,不過它的零部件供應不是博世,而是另一家零部件巨頭德爾福,其采用側置噴油的方式,讓燃油在氣缸內實現更好地滾流效應和更充分的混合。官方給出的數字是,相比主流的200Bar直噴系統能夠降低70%的顆粒物排放。
在改善發動機NVH噪音和振動水平方面,廣汽2.0T有自己獨特的方式,在四缸發動機中加入雙平衡軸的案例不少見,但廣汽在平衡軸中加入橡膠齒輪的做法很特殊,由于橡膠件之間的嚙合噪聲一般要比金屬間的嚙合噪音小得多,所以對NVH水平控制會有利。當然,大家也不用過于擔心橡膠齒輪的壽命問題,官方稱它能做到與發動機一致的壽命。
廣汽傳祺的歷史在中國品牌里不算長,但依靠多年的技術積累,如今在發動機領域并不弱。這款搭載到新款傳祺GS8上的2.0T達到了38%的最高熱效率。與前面聊的長城2.0T相比,最大輸出功率和扭矩參數都更勝一籌。
·廣汽全新2.0T已量產車型:傳祺GS8、GM8
—— 奇瑞1.6T
早年間奇瑞靠自主生產發動機起家,之后迅速躋身于中國品牌第一梯隊。雖然經營狀況跌宕起伏,但一直沒有怠慢過發動機技術的研發。2019年里,奇瑞量產了全新1.6T發動機,相比兩年前推出的1.5T機型更加強大,雖然官網沒有具體透露最高熱效率數值,但可以猜測應該不低于此前1.5T的37%。
奇瑞顯然是想在眾多國產1.5T發動機中,用這款1.6T更強大的動力來體現優勢,事實證明它的動力參數缺失不俗,最大輸出功率達到了197馬力,最大扭矩290!っ,這對于一臺1.6L排量的機器來說已經相當強悍了,這一數據比現代1.6T和PSA 1.6T發動機都要有優勢。
這款奇瑞1.6T除了直噴系統,在燃油霧化效果和顆粒物排放上與前面350Bar的發動機相比沒有優勢,而在缸體結構設計、材料以及電氣化附件上也沒有什么明顯的弱項。
另外,得到官方證實的是,在設計之初,奇瑞1.6T還考慮了對48V電壓系統的兼容性,以及對油電混動和插電混動的匹配能力。在2019世界新能源汽車大會(WNEVC)上,奇瑞前瞻性的展示了1.6TGDI發動機樣機(DHE)和混動專用變速箱(DHT),其發動機部分的最高熱效率可達41%!
·奇瑞全新1.6T已量產車型:奇瑞瑞虎7、瑞虎8等
—— 上汽1.5T
2019年里上汽也更新了自己的發動機產品,從2004年開始的上汽SGE/MGE系列發動機(自主研發)進行了兩次大的升級,這次新的1.5T發動機屬于旗下最新的NF1系列。它有什么亮點呢?我們往下看。
基于上汽集團強大的體系,榮威和名爵的車型吸收了很多合資車企的資源,比如在2019年里其量產了新的1.3T發動機,之所以這一期內容沒有對它展開細聊,是因為這臺1.3T是通用同平臺的發動機(官方說法),其技術配置和動力參數基本都一模一樣。而今天提到的上汽1.5T(NF1),更多是由中國人自主開發的產品。
使用塑料材質的氣門室蓋顯然更加輕量化,因為塑料天生有強大的可塑性;而用鋁合金材質鑄造出的氣門室蓋比塑料材質更重,不利于整機的輕量化要求,但它也有一定好處,例如汽缸蓋與氣門室蓋之間的密封性通常更好。
上汽方面沒有正式公布這臺發動機的最高熱效率,但從直噴系統、集成式排氣歧管、可變排量機油泵、進排氣雙VVT等技術配置來看,它和上述中國品牌發動機應該不會有太大的差距。在更前沿的發動機技術方面,上汽目前已經有了高壓縮比米勒循環、可變氣門升程和主動閉缸等技術,且提上了量產日程。
·上汽全新1.5T發動機已量產車型:名爵6、名爵HS等
—— 一汽2.0T&3.0T
最后我們來聊聊一汽今年推出的兩款新發動機:2.0T和3.0T,雖然兩者都有增壓系統,不同的是前者為渦輪增壓、后者為機械增壓。目前兩款發動機全都實現了量產,
一汽多年有著研發發動機的經驗,如今在新一代發動機上體現了更強的整合能力和新技術應用。雖然在車企體量上,一汽紅旗和奔騰在乘用車市場并不算大,但在發動機技術上并不落后,甚至在某些方面更加前沿。
為了滿足國六排放標準,實現更低的油耗水平,一汽針對3.0L排量級別推出了新的發動機,也是目前量產的唯一中國品牌機械增壓3.0L V6發動機,主攻更高端的動力市場。
與上述一汽2.0T發動機一樣,這臺機器也沒有公布太多詳細的功率扭矩信息,一汽2.0T的最大輸出功率和扭矩沒有轉速區間信息,而一汽3.0T只有最大扭矩輸出的轉速區間。由于純機械增壓的特性,其3.0T動力在轉速到3000rpm才能輸出最大扭矩,和動不動一千多轉到峰值的渦輪增壓機器相比,其低扭還是相對弱一些。
一汽在2019年里連續推出了兩款量產發動機,足以表明紅旗、奔騰將要進一步發力乘用車市場,這兩款發動機從技術硬件上看完全不落后其他中國品牌,但想要讓它更加被消費者所認可,不僅需要后期不斷地優化升級,還需要證明長期使用后的可靠性和耐久性。
·一汽全新2.0T發動機已量產車型:紅旗HS5、奔騰T99
·一汽全新3.0T發動機已量產車型:紅旗HS7
總結:
在2019年里誕生的中國品牌新發動機不算少,因為面對嚴苛的國六排放標準,老舊的發動機亟需更新迭代,在今天列舉的機器里大多都是車企們的最新一代發動機,它們具備了新時代的特質,搭載了更先進的技術,例如多數發動機使用了350Bar高壓直噴系統,而且發動機的熱效率也在逐漸攀升,如一汽2.0T發動機已經實現了39%的最高熱效率。
另外,部分中國品牌車企在今年展示了其下一代的發動機產品,未來長安1.5T將會實現40%的最高熱效率,其它車企也表明會推出更高熱效率的機器,這足以佐證未來內燃機還有很長的一段路要走,它并不是一種瀕臨淘汰的技術。
不得不承認,目前的中國品牌發動機與歐、美、日品牌發動機還存在一定的差距,但隨著中國人才的進步、上游供應商體系的強大、車企平臺化功底的增強,中國動力一定會將這樣的差距越縮越小。2020年將會有哪些讓我們驚喜的發動機呢?我們期待一下吧。(文 汽車之家 夏志猛 )
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