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第八代Ecotec全新1.5T四缸直喷涡轮增压发动机

2021-07-29 14:53:34    来源: 中国汽车报网

尽管纯电车在国内发展势头猛烈,但在当前及较长的一段时间内,发动机依旧拥有难以撼动的地位是行业的基本共识,汽油发动机的迭代更新仍将是主流车企的发展方向。自2018年起引入第八代Ecotec 2.0T可变缸、1.3T、1.0T涡轮增压发动机以来,上汽通用对于传统动力的深入探索,始终走在外资品牌前列。

7月20日,上汽通用汽车正式发布第八代Ecotec全新1.5T四缸直喷涡轮增压发动机。这款全新发动机采用行业领先的“单缸最优”和模块化开发理念,不仅延续了第八代Ecotec发动机系列“高性能、高效能、高耐久”的特点,还在“性能、智能及NVH”等方面取得了突破性进展。

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”。来自梵文的“Avatar阿凡达”一词具有“化身”和“升华”的含义,代表了这款全新发动机强大的性能和丰富的衍生扩展能力。它能够根据具体车型的需求“化身”为不同性能的版本,能与9速HYDRA-MATIC智能变速箱和智能CVT无级变速箱适配,还可支持48V轻混动技术以及未来的强混或PHEV插混系统,相比上代发动机实现全面“升华”。此外,“Avatar阿凡达”还意味着不同凡响的智慧力,这也和全新1.5T发动机行业领先的智能属性和OTA能力相契合。

据了解,新发动机将搭载于上汽通用汽车旗下多款主力车型,兼顾消费者对驾驶乐趣和节能环保的双重需求。

第八代Ecotec全新1.5T四缸直喷涡轮增压发动机

峰值扭矩平台更宽泛

全新1.5T发动机基于 “单缸最优”的设计理念,采用模块化架构开发和集成,根据不同车型的匹配需求提供不同输出功率、不同节油性能的差异化版本。其最大额定功率范围135~155kW,比上代提升26%,升功率最高突破100kW,为市场上同排量动力翘楚;最大扭矩输出范围250~270 N·m,比上代提升8%,峰值扭矩持续输出转速区间更为宽泛,带来持续爆发的加速体验和更从容自如的高速巡航能力。此外,按照更为严苛的WLTC工况测试标准,新款发动机燃油经济性比上代提升6%,全面满足国六b以及目前全球最严苛的加州蒸发排放法规要求。

性能的全面提升,得益于全新1.5T发动机在行业领先的35MPa高压直喷系统、电动放气阀涡轮增压器、全可变排量机油泵等标杆技术的基础上,带来更多科技创新和细节优化:新款发动机仍采用“单缸最优”高效燃烧系统,燃烧室经过优化设计,匹配35Mpa高压直喷系统及高滚流气道,辅以通用汽车独创的小流量控制算法,通过ECU实时探测喷油器针阀运动,能实现多次精准喷射及喷油小流量精确控制,燃烧更充分,性能提升更显著;缸盖集成排气歧管,配合紧凑型增压器与催化器设计,有效降低排气阻力,提高最大功率和加速响应,并减少排放。

涡轮增压器也升级为高效率、低惯量的混流式涡轮转子,有效减小30%的转动惯量和17%的涡轮迟滞,提高增压器的瞬态响应。并且新一代高效电控执行器系统在全工况下精准控制放气阀的开启时刻及开度,不仅能够更精确和快速地建立增压压力,并且可以降低小负荷泵气损失,改善油耗。

为了减小涡轮迟滞现象,新款发动机的水冷增压中冷技术可按需精准控制增压气体冷却后温度,使增压响应时间提升17%,加速时动力响应更快,赋予驾驶者更多的驾驶乐趣。而其DVVT全程可变进排气正时系统里,还采用行业首发的全新Dual Fast相位调节器,配合中置大角度结构设计,显著提升扭矩响应速度,并助力油耗进一步降低。

精准电控 可OTA升级进化

新发动机装备了同级“最强大脑”——最新一代控制器芯片(ECM)由通用汽车主导设计开发,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,进一步保障系统鲁棒性。

依托最新一代控制器芯片的强大性能,全新1.5T发动机的燃烧系统、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。其中,ATM主动热管理系统达到行业最高智能化水平,不仅可实现系统热量的精确管理,从而提高燃油经济性,同时可利用发动机热量提高座舱舒适性,更具备停机冷却功能,实现发动机的全时保护;全可变排量机油泵在所有工况下均可实现最佳供油量,降耗2%-5%,并提升NVH表现;智能点火线圈的点火能量提高40%,有效避免异常高压、高电流、过充磁等问题,带来更稳定的点火及燃烧;通过严苛EMC验证的电子节气门采用高性能直流电机、高精度阀片双位置传感器等先进部件,进气流量控制更精准,即便在振动冲击、高低温交变等恶劣环境中也能持续稳定工作。

值得一提的是,全新1.5T发动机首次将神经网络、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。凭借通用汽车全新一代VIP智能电子架构,全新1.5T发动机不仅实现了更高带宽、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。

四大维度提升NVH表现

相比动力性能,发动机的运转的质感、可靠性,更是普通消费者所要求的。第八代Ecotec全新1.5T直喷涡轮增压发动机为四气缸结构,并在多个层面进行了NVH的升级。

缸体采用行业罕见的精密砂型铸造工艺,缸体模态更好,结构强度更高,搭配锻钢曲轴组件和曲轴减振皮带轮,可以大幅降低敲击噪音和抑制不同负荷下的转速波动;其次,通过控制发动机爆发压力爬升率和怠速燃烧稳定性、优化活塞往复部件重量,从源头开始就降低了冲击和振动,实现加速的平顺和稳定;最后,采用的复合一体式发动机罩盖、独具特色的油轨和声学罩设计、下沉式无级可变机油泵,使得发动机空气及结构声隔离效果达到最优,包括对正时链条、凸轮组件、涡轮增压器等部件进行静音设计系统优化。

全新1.5T发动在研发试验阶段,也是经历高寒、高原、高热、高湿、高腐蚀、不同地域不同城市不同路况的试验,累积测试里程长达495万公里,在发动机台架耐久性和整车耐久性等方面得到认证。

另外,也正是得益于动力、底盘、传动、车身控制单元的OTA化,使其产品制造全过程100%质量追溯控制,产品关键制造参数100%可追溯,确保每台出厂车在质量上不会出现问题。

内部研发要求比行业标准高至少一倍

全新1.5T发动机在开发阶段采用精确仿真模型与设计迭代,来优化零部件、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。开发过程中,共有452台原型发动机分别在美国米尔福德、庞蒂亚克、尤马、丹佛和加拿大卡普斯卡辛,以及中国上海、广德、黑河、海南、吐鲁番和格尔木等试验基地,进行了覆盖全地域和高寒、高原、高热、高湿、高腐蚀等极端气候环境的业内最严苛的标定和测试,其中仅耐久性测试超过2万小时,累计测试里程近500万公里。

此外,全新1.5T发动机按照严格的通用汽车全球制造标准制造,采用了超低温氟橡胶、等离子涂胶、热管理模块红外焊、精密砂型铸造等众多新材料、新工艺,其中有不少是通用汽车全球首次应用。而上汽通用汽车先进的数字化智造平台,更实现了制造全过程参数可精确追溯,确保每一台发动机都具有卓越可靠的品质和一致的性能表现。

随着第八代Ecotec全新1.5T四缸直喷涡轮增压发动机的到来,连同正在快速普及的48V轻混动技术,上汽通用汽车正不断完善先进驱动系统布局,在为消费者提供更好动力体验的同时,也为中国汽车行业驱动系统向高效化、智能化、小型化的发展提供积极助力和加持。(记者:张海天)

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