别拿豆包不当干粮 标致为了三缸没少下功夫

别拿豆包不当干粮 标致为了三缸没少下功夫

易车技术解析 政策当空照,三缸对我笑,大家说,抖抖抖!你为什么还要造三缸?在我国仅有的一些传统汽车文化里,无非就是看不惯没屁股的和三缸车。

这么说来两厢夏利绝对不算躺枪,遥想当年出租司机保护围挡的玻璃抖得稀里哗啦的,司机抱怨握一天方向盘手都是麻的,这印象便在大家脑海中根深蒂固了。

现如今排放标准如此严苛,尤其是欧洲以及紧随欧洲政策的中国。所以各大车厂绞尽脑汁地想办法解决这个问题,当7系、A8乃至于即将改款(大家看到这篇文章时可能已经改款)的奔驰S级都采用四缸2.0T的发动机时,紧凑级别也终于要普及三缸发动机了。

其实PSA集团对于这台代号EB系列的三缸发动机下了不少血本,不仅要让动力强劲,还要降低涡轮的延迟,让动力输出更平顺,而且对于抖动的抑制也相当出色。

汽车的技术总是在发展的,虽然随着每次的革新都会伴随着情怀的挑战,但最后胜出的一定还是能够迎合政策并符合潮流的新技术,就像水冷淘汰风冷、电喷战胜化油器那样,小排量涡轮也正在慢慢代替大排量自吸。

下面来重点说说PSA集团的这款三缸1.2T的发动机,在1.0L到1.4L的级别里,它已经连续四年拿下国际年度发动机大奖,所以它有足够的资本来炫耀自己的技术。

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先上参数,100kW在5500rpm爆发,相当于2.0L引擎的动力表现,而230Nm的扭矩从1750rpm一直持续到3500rpm,涡轮发动机的扭矩平台本就是它的优势所在,而230Nm的峰值扭矩也达到2.4L水平的引擎了。

这样比对虽然有些片面(涡轮发动机和自吸发动机的动力曲线图不同),涡轮所带来的加速激情是平顺的自吸所不能代替的,而自吸高转的动力表现也是涡轮所不能达到的。

不过大家都喜欢用这种横向比较来理解小排量涡轮发动机到底有多大能力,所以从加速感受上来看,这款三缸发动机确实已经不输四缸2.0L自吸的发动机,而且还有更加经济的油耗。

至于说驾驶感受来看,涡轮在1000rpm开始建正压,只要有废气排出涡轮叶片就一定会被带动,当涡轮带来的进气压力开始超越带动涡轮自身所造成的损耗,就是我们感受涡轮增压发动机激情的开始。

1000rpm开始,到1500rpm已经达到200Nm的扭矩,1750rpm获得230Nm的最大扭矩,这也是这台发动机很难感受到动力迟滞现象的一个最大原因。下面我们一点一点来介绍这台发动机用了技术做到这样的动力表现。

动力如何这样强劲?

首先是配气机构,采用了进排气可变气门正时技术,这项技术已经不新鲜,不过进排气双可变正时也会增加不少成本。最简单讲解它的工作原理,就是低转速时进排气门重叠时间短,高转重叠时间长。进气相位70°曲轴转角的可变角度,排气也有50°曲轴转角的可变角度。

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目的是让发动机能够在各个转速下保持最充足的混合气进入气缸燃烧,并且最大限度的排出废气,从而提高功率和扭矩表现,还能降低废气污染物。

其次是直喷技术,其实直喷发动机最重要的便是可以严格控制喷射的时机和量,并实现分层燃烧,而它在高负荷以及低转速时会采用三次喷射。

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进气时第一次主要喷射,此次量最大,也有充足的时间和空气混合。接近下止点时进行第二次喷射,大约25%的量。点火前(根据点火提前角而变)第三次喷射,大约10%左右的量。

这就是分层燃烧技术,气缸内混合气以不同浓度分成三层,点火时先点燃最为浓郁的10%,然后用这10%引燃25%,再点燃气缸内所有混合气。相比于一次性喷射混合气,点燃时只能靠一个点去引燃所有,而分层燃烧先点燃最浓郁的10%,再依次引燃,传递面积远比一个点要快,而且也更加充分。

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而发动机处在低负荷时,喷射压力会从200bar降到100bar,降低喷射压力可以避免喷射量偏差,目的是为了省油。

再来看看由霍尼韦尔提供的小涡轮,虽然没有采用双涡管技术,不过由于涡轮叶片很小,说白了就是太好带动了,这也是它启动速度快,动力延迟不明显的关键。

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而且压缩比从10.5:1降低到9.5:1,这样不仅保证发动机不会产生爆震现象,更让燃油标准可以适应92#标准。

发动机本身材质

发动机采用特殊热处理的铸造铝合金缸体(包括气门室、缸盖以及油底壳),缸体比1.6L的四缸轻了3.8Kg,缸盖重量轻了6.2Kg,缸套采用带铝涂层的混合式材质,能有效降低发动机运转状态下的缸孔变形,降低摩擦损失,从而达到降 低油耗的目的。

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排气歧管也即成在主体里,并且优化了冷却水道,不仅让发动机冷启动时可以更快升温,也能够保证散热效果。所以从缸体外侧只能看到一个排气管出来,而看不到传统的头段芭蕉。

发动机细节材质

ELASTOVAL II 活塞结构采用了中空的环岸背部设计,在保证活塞有足够强度的同 时有效的降低了活塞的重量。

活塞对于承受推力和非承受推力的不同活塞裙边采用了不同的设计宽度 ,在其承受推力一侧减小了其裙边尺寸使得其内径尺寸缩小至原先的50%,而在 其非承受推力一侧其内径尺寸缩小至原先的45%。

活塞重量小了自然惯性力也会减小,一切震动其实都来自发动机抗击惯性造成的,所以惯性小了自然震动也会减小。

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同时活塞周围采用ECO Touch涂层,活塞销也采用了DLC涂层,这样活塞整体的运动摩擦损失也降到最低,毋庸置疑这必然提升性能并减小震动。

DLC涂层:一种由碳元素构成,即类金刚石涂层,表面呈黑色,在性质上属于和钻石类似的非晶态薄膜,表面摩擦系数仅为0.02-0.1。除了活塞销外,带DLC涂层的还有气门摇臂、气门挺柱、活塞环。

变排量机油泵

传统机油泵只能提供单一的机油供给量,这在发动机低转速时没问题,而高转速时如果机油输送量依旧很大的话,会给发动机运转造成很大阻力,所以变排量机油泵会在高转时降低机油输送量,这样既能保证润滑,又降低了发动机的阻力,能够提升动力并降低油耗。

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湿式正时皮带

正时皮带的作用主要是用曲轴的转动来带动进排气的凸轮轴和正时结构,皮带由于需要更换曾一度被链条取代,不过这种集成的湿式噪音更小、摩擦损失也降低了。而且皮质耐用性做到和发动机同等的24万公里/15年,基本终身免维护。如此做法都是为了发动机运转能够有更好的NVH体验。

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如何做到不抖

发动机都是由上下往复运动转化为圆周运动这么一个过程,受到活塞连杆的影响,曲轴的圆周运动也会收到影响。尤其三缸机,以第二缸为中心,左右两个气缸来回摆动,不像四缸机器一、四缸,二、三缸的运动可以抵消振动(二阶振动仍然无法抵消)。

所以平衡轴技术很早就出现了,用于三缸机抵消大部分振动来使用,平衡轴就是通过平衡块,和曲轴做反向转动,来平衡振动。

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一阶振动占了发动机振动70%以上,而平衡轴的加入其实让三缸机的振动无限接近四缸机了,加上发动机机脚的减震胶块,传递到驾驶舱的振动真的不足以让你感受到。

第二就是双质量飞轮,这是一个曾经在豪华车型才会配备的装置,最早在柴油、手动挡高端车型(欧洲人最喜欢的三大配置之二,还有一个是旅行车)上比较常见,因为柴油低扭强劲,光靠传统离合器里压盘上的减震弹簧很难抵消冲击,所以发明了双质量飞轮,它几乎让驾驶的平顺性又上升了一个级别。

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曲轴转动会带动飞轮,飞轮连接变速箱,双质量飞轮由两部分组成,一个是主动飞轮(第一质量),也是做着传统飞轮的工作,传递发动机动力,第二部分是从动飞轮(第二质量),它们之间带有不同阻尼组成的弹簧减震器。

如果不理解的话,大家想象一下,曲轴的圆周运动在活塞连杆的推动下,转动速度一定不均匀,双质量飞轮利用中间的弹簧来尽可能抵消这种不规律的旋转,让变速箱接受到最小的振动。

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总结:这台发动机基本普及到PSA旗下很多车型上,比如标致408、2008、雪铁龙的C3-XR、C4L等等。而像其他竞品里,它的动力甚至超越了EA211的1.4T低功率版本(96kW/225Nm)的四缸发动机,更别提EA211的1.2T版本了(81kW/200Nm)。而丰田的1.2T四缸发动机动力也只有85Kw/185Nm。这也是为何PSA的发动机可以连续四年拿到小排量组别的国际发动机大奖。

没有一个企业会费劲心思和成本研发大家都不喜欢的发动机,而在日益严苛的环保政策下,为了降低油耗和排放,许多厂家都开始研发三缸发动机,既然研发就做到最好,无论从动力还是油耗,以至于输出的平顺性上,都早已不是我们传统印象中的三缸发动机。虽然目前让大家接受它仍需要时间,但不可否认先进的技术已经让它越来越完善,如果你也希望有低油耗的同时又获得相对来说充足的动力,那三缸又有何妨呢?


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