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一步到位对标国六B,还降低16%油耗,上汽通用是如何做到的?

2019-11-05来源:开心聊情感

对于国六排放政策的实施,市场的反应似乎并没有之前由国四升级为国五那么淡定。原因就在于,国五之前的尾气排放测试方法,都是跟随欧洲的NEDC方式来操作。可是,欧盟和日本、美国等40多个国家共同推出WLTP程序后,标准要比前者严格得多,与此同时国内也随之跟进并制定出国六排放的要求。


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当面对如此严格的排放标准时,不少厂家都在积极应对,毕竟这影响了产品销售的问题。不论是推出PHEV,还是大量使用小排量涡轮增压发动机,为的都是让油耗成绩更出色。一贯被认为是“加油站合作伙伴”的美系车型,近些年在这方面已经有所长进,但相较于其它国别的竞品,似乎还是差了点火候。不过,潜力都是被逼出来。


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近日,上汽通用发布全新一代驱动系统,并将陆续装载在新车上。究竟上汽通用在全新动力总成里,使用了哪些新的技术?

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开源与节流


我们常说的动力总成,其实就是发动机和变速箱,这次上汽通用所发布的全新一代驱动系统,主要就是三款全新的Ecotec涡轮增压发动机以及三款变速箱。

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发动机方面,是2.0T、1.3T及1.0T多款衍生排量的第八代Ecotec发动机系列。尽管排量不同,但这三款发动机均以相同的“单缸最优”开发理念,和全新的模块化架构设计。


同时,是业内首批从设计源头便针对“国六B”排放标准进行正向开发的机型,不仅动力表现毫无妥协,在整车燃油经济性上,较上一代产品最多可改善16%以上。


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所谓的“单缸最优”,指的是内燃机领域里,每个气缸都有其最合适的缸径和行程之比。如此一来,每个气缸才会有最好的MEP值(平均有效动力)。比如说四缸2.0L自然吸气发动机,大约每个气缸的排量为500cc左右,而三缸发动机则每个缸330~420cc左右,能达到最好的平均有效动力值,所以现在的三缸发动机大多排量都在1.0~1.5L之间。


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单缸最优只是缸径和行程之比,可是没有高效的燃油喷射系统,将油气混合物充分雾化产生均质燃烧,所有关于节能减排的工程都没有了意义。所以第八代Ecotec发动机系列中,率先使用了35Mpa高压直喷系统。和其他普通的缸内直喷系统相比,燃油喷射的压力更高,可以令燃油粒子直径只有8微米,有助于提升雾化效果。

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第八代Ecotec发动机采用的是低惯量的涡轮增压器,同时带有电动放气阀。以往机械式放气阀,会在节气门快速关闭时,为了保护涡轮增压器会把高压侧产生的波动峰值压力,向低压侧泄放。但这样就会涡轮叶片转速下降,使得下一次涡轮建压的时间增长。


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而电动放气阀的使用,便是把这股波动峰值压力给准确释放,能做到泄压保护涡轮的同时,也能继续维持涡轮叶片的高转速,缩短建压的时间提升响应性。


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新发动机系列,最大的亮点就在于Tripower可变气门管理技术。简单来说,通过ECU对执行电机进行操作,使得在进排气滑动凸轮轴旋转并产生位移,从而关闭进气门与排气门。同时燃油喷射系统对已关闭气门的气缸不喷油,因此实现闭缸的过程。


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Tripower除了可以排量减半外,还提供了“四缸高性能模式”、“四缸经济模式”和“两缸超经济模式”三种发动机模式。顾名思义,高性能模式通过把凸轮轴往高扬程角度移动,实现进气门吸入更多空气。经济模式,则在日常行驶时凸轮轴以低扬程角度进行工作,保证动力输出也兼顾了经济性。


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超经济模式,是把发动机当中两个气缸完全关闭不工作,系统则判断发动机只需要很小的扭矩维持平衡。两个气缸将停用以实现最高效率,最多能节省15%的燃油。


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当只有两个气缸做功时,热量分布并不均匀,这时候就需要通过全可变排量机油泵控制发动机内部的机油流量和压力。保证各系统润滑条件的基础上,所有工况下尽可能降低油泵功率,实现发动机最低机油量供应,要知道,以往传统不可变的油泵,能耗要比现在的高出2%-5%。


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还有智能主动电控碳罐泵和ATM主动热管理系统的使用,前者在于将汽油蒸汽主动脱附,通过发动机标定控制的优化,使得油箱油气抽吸在发动机全部运行工况下都能进行。让燃油蒸汽更快地到达进气系统参与做功。

后者是将以电子水泵+电控球阀模块组成,通过ECU直接控制水泵转速及智能热管理模块的球阀角度,可以智能、精确控制冷却系统各环路的流量,实现快速暖机,机油加热,停机冷却的功能。

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有了动力,自然需要传动


动力部分的效率提升后,还需要传动系统将其传递到车轮上。因此,变速箱效率的改变也是省油降排工程的重点之一。在此前已经上市的凯迪拉克XT4和旗舰轿车CT6上,已经使用了带闭缸技术的2.0T发动机与9AT手自一体变速箱,以及10AT变速箱。


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两款全新的9速/10速变速箱,采用ETRS电子排挡装置、TCM控制模块、全新液力变扭器、独立制动离合器、启停液压蓄能器和一体式声学包,务求改进整个箱体的NVH。


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这次技术说明会里,除了新一代多级(9速/10速)智能变速箱外,还有一套全新CVT无级变速箱。与八代Ecotec发动机同时研发,使得其拥有轻量更紧凑的结构设计、宽泛的齿比范围和全新控制模块。

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这款变速箱是目前国内唯一一款采用钢链结构的横置前驱式CVT变速箱适合更大的扭矩,传动效率在全速比范围内都明显优于市场上常用的推力钢带式CVT。


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钢带结构的优势在于,传动链的转动节采用双转动压块,在传动链弯曲过程中,转动压块之间形成滚动摩擦,动力损失和摩擦损失降低至最小。传动链的转动节采用不等长链节,通过特定工具随机安排链接,防止共振并降低传动噪音,达到超静音效果。链条可以提供更小的工作半径,进而实现达到7.01的更大速比范围。

除此以外,在低车速和低转速的时候变速箱实现变扭器的锁止,提升动力传递的效率。以及全系标配S/S启停功能,进一步提升整车燃油经济性。

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