[汽車之家 技術(shù)] E系列發(fā)動機(jī)是長安集團(tuán)針對旗下的商用車型所開發(fā)的一個全新發(fā)動機(jī)系列。質(zhì)量可靠、燃油經(jīng)濟(jì)性高、動力出色通常是商用車消費(fèi)者需求的集中體現(xiàn),而E系列發(fā)動機(jī)也將這種理念貫穿在發(fā)動機(jī)的研發(fā)和制造環(huán)節(jié)中。
全新的E系列發(fā)動機(jī)主打小排量,具體排量分為1.0L(三缸)、1.2L(四缸)和1.4L(四缸)。此次拆解的是代號為E12(字母后面的數(shù)字代表排量)的1.2L發(fā)動機(jī),目前該款發(fā)動機(jī)已經(jīng)搭載在新長安之星上,隨后它還將應(yīng)用在小型多功能車歐力威等其它長安商用車上。
『搭載E系列發(fā)動機(jī)的長安商用車型會在車尾貼有“E-Power”的標(biāo)志』
『左:長安之星 右:歐力威』
首先我們來看一下該發(fā)動機(jī)的相關(guān)參數(shù),雖然這是一臺應(yīng)用于商用車上的發(fā)動機(jī),但是它的一些技術(shù)指標(biāo)完全不輸給同級別的乘用車發(fā)動機(jī),比如其高達(dá)11的壓縮比、72kW的最大功率等。
E12發(fā)動機(jī)相關(guān)參數(shù) | |
排量 | 1243mL |
氣缸數(shù) | 4 |
每缸氣門數(shù) | 4 |
壓縮比 | 11 |
配氣機(jī)構(gòu) | DOHC |
缸徑 | 73mm |
行程 | 74.25mm |
最大功率 | 72kW(98Ps)/6000rpm |
最大扭矩 | 119N·m/5000-5500rpm |
缸蓋/缸體材質(zhì) | 鋁合金/鋁合金 |
供油方式 | 多點電噴 |
燃油標(biāo)號 | 93號(京92號) |
下表更為直觀地展示了長安E12發(fā)動機(jī)與市場上主流車型的小排量發(fā)動機(jī)的動力參數(shù)的對比。至于其60kW/L的升功率是如何做到的,接下來我們通過拆解來給出答案。
E12與幾款主流車型的發(fā)動機(jī)參數(shù)對比 | ||||
車型 | 排量(L) | 功率(kW) | 扭矩(N·m) | 升功率(kW/L) |
長安之星 | 1.2 | 72 | 119 | 60 |
POLO | 1.4 | 63 | 132 | 45 |
賽歐 | 1.2 | 64 | 115 | 53 |
標(biāo)致207 | 1.4 | 56 | 120 | 40 |
飛度 | 1.3 | 73 | 127 | 56 |
● 進(jìn)氣系統(tǒng)
E12發(fā)動機(jī)采用了合成樹脂材質(zhì)的進(jìn)氣歧管,這種設(shè)計在乘用車發(fā)動機(jī)上基本已經(jīng)普及,而商用車發(fā)動機(jī)也在向著這個趨勢發(fā)展。相比鋁合金或鑄鐵材質(zhì)的進(jìn)氣歧管,它不但成本更低,而且大大提升了進(jìn)氣效率。
由于E12要適配不同發(fā)動機(jī)布局的車型,比如長安之星為中置后驅(qū),所以它搭載的E12發(fā)動機(jī)采用縱置布局,而歐力威車型則是標(biāo)準(zhǔn)的前置前驅(qū),所以發(fā)動機(jī)是橫置布局,正是這種發(fā)動機(jī)布局的不同導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)艙對發(fā)動機(jī)占用空間的限制。為了提高發(fā)動機(jī)的通用性,設(shè)計人員在E12的進(jìn)氣歧管與缸體之間增加了一個鋁合金部件來調(diào)整進(jìn)氣歧管與缸體間的距離,從而滿足不同車型對發(fā)動機(jī)體積以及相關(guān)部件安置的需求。在這里還要說一下,由于兩種車型發(fā)動機(jī)布局方式的不同,這也導(dǎo)致E12發(fā)動機(jī)在后期調(diào)校方面的差別。
前面提到了E12擁有11的高壓縮比(目前主流發(fā)動機(jī)的壓縮比在10.5左右),設(shè)計人員為此對進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行了特殊的設(shè)計,這不僅僅是提高了進(jìn)氣效率,同時可以控制氣流在燃燒室內(nèi)形成所需的混合氣,從而降低爆震發(fā)生的可能性。
● 石蠟式節(jié)溫器
E12發(fā)動機(jī)的節(jié)溫器安裝在了缸蓋的一端,這種設(shè)計比較少見,而它采用的是相對傳統(tǒng)的石蠟式結(jié)構(gòu)。
● 內(nèi)有循環(huán)水道的節(jié)氣門
E12發(fā)動機(jī)在設(shè)計時參考了一些日本同級別小排量發(fā)動機(jī)的設(shè)計,所以節(jié)氣門體內(nèi)的水道設(shè)計也源于此。我想這可能與日本的氣候條件有關(guān),而設(shè)計人員也稱,后期開發(fā)的機(jī)型將取消這種設(shè)計。
● 迷宮式油氣分離器
E12采用了日系發(fā)動機(jī)經(jīng)常采用的迷宮式油氣分離器,分離出的機(jī)油會通過油孔滴落回油底殼,其余氣體通過進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸燃燒。
在E12發(fā)動機(jī)的缸蓋位置預(yù)留了EGR(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)的氣流通道,以后推出的機(jī)型會在此基礎(chǔ)上增加EGR系統(tǒng),從而達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)(目前是歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn))。
● 凸輪軸/曲軸位置傳感器
● 配氣機(jī)構(gòu)
E12發(fā)動機(jī)并沒有搭載可變氣門正時系統(tǒng),設(shè)計人員說這是考慮到產(chǎn)品定位的問題,畢竟每增加一個部件就可能增加一定的故障率。雖然沒有該系統(tǒng),E12仍然達(dá)到了很高的技術(shù)指標(biāo)。不過設(shè)計人員表示以后的機(jī)型還是會加入可變氣門正時系統(tǒng),用來進(jìn)一步提升燃油經(jīng)濟(jì)性和排放標(biāo)準(zhǔn)。
● 供油/點火系統(tǒng)
E12發(fā)動機(jī)的供油和點火系統(tǒng)都由知名的零部件供應(yīng)商提供,確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。此外,E12發(fā)動機(jī)的大腦——ECU也由聯(lián)合電子制造。在后期的機(jī)型開發(fā)中,設(shè)計人員也并不打算使用燃油直噴系統(tǒng),這主要是考慮到商用車相對復(fù)雜的用車環(huán)境,F(xiàn)階段,普通的多點電噴系統(tǒng)的油品適應(yīng)性以及產(chǎn)品穩(wěn)定性無疑要更出色。
● 曲軸偏置和活塞銷偏置
如上圖所示,曲軸偏置就是曲軸的中心線向一側(cè)發(fā)生了偏離,結(jié)合活塞銷偏置(通常只有零點幾毫米)可以最大化地減小敲缸聲。另外在做功行程時,連桿會更接近于垂直狀態(tài),這樣可以更多地將燃燒產(chǎn)生的壓力作用于曲軸,同時也減小了活塞在氣缸壁上的壓緊力和摩擦,從而提高活塞運(yùn)行時的效率。(更多曲軸偏置技術(shù)的介紹請點擊此)
● 輕量化的鋁合金活塞
E12的活塞采用了耐高溫的鋁合金材質(zhì),有效減輕了活塞的重量,配合活塞裙部的石墨涂層、低張力的活塞環(huán)以及低負(fù)載的氣門彈簧,減小了發(fā)動機(jī)在自身運(yùn)轉(zhuǎn)時的損耗,提高了發(fā)動機(jī)的效率。
● 螺栓里的學(xué)問
E12發(fā)動機(jī)的一些部件的連接螺栓采用了一家德國的零部件供應(yīng)商。設(shè)計人員向我講到:在發(fā)動機(jī)的試驗階段,設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)采用單價在兩塊多錢的國產(chǎn)螺栓出現(xiàn)了一些連接上的問題,而選用材料和制造工藝更出色的德國產(chǎn)螺栓后則問題消失,當(dāng)大批量采購此零件時,它的成本可以控制在三塊多錢?梢,對于發(fā)動機(jī)來說,一個小小的螺栓都蘊(yùn)含著很高的技術(shù)含量,而且不容許出任何的問題。
● 加工制造
為了確保設(shè)計出的產(chǎn)品能夠被很好的加工制造出來,E12的缸蓋、缸體、凸輪軸和曲軸全部由長安自己生產(chǎn)。生產(chǎn)線上使用了德國著名的機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)廠家埃馬克(EMAG)和索菲納(Supfina)的設(shè)備。
由于設(shè)備具有高度的自動化,所以機(jī)加車間的四條生產(chǎn)線僅需100個工人,在滿負(fù)荷工作下每天可以生產(chǎn)700臺發(fā)動機(jī)。
通過對發(fā)動機(jī)的核心部件進(jìn)行激光編號,可以更好地對零部件進(jìn)行管理,同時確保當(dāng)發(fā)動機(jī)出現(xiàn)問題時,可以通過零部件追蹤到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的哪一步出現(xiàn)了問題,可以說是責(zé)任到人。
整體來說,E12發(fā)動機(jī)在設(shè)計上借鑒了日本小排量發(fā)動機(jī)高動力和優(yōu)異的燃油經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢,在制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)則采用在機(jī)件精加工以及自動化方面更勝一籌的德國設(shè)備,從而確保最終產(chǎn)品的品質(zhì)。
總結(jié):
通過拆解我們可以看到,這臺E12發(fā)動機(jī)并沒有裝備如今主流的可變氣門正時、缸內(nèi)直噴等技術(shù),一切看似平凡,不過其最終的技術(shù)指標(biāo)算得上優(yōu)秀。由于與乘用車發(fā)動機(jī)的定位以及消費(fèi)者需求的不同,商用車發(fā)動機(jī)的質(zhì)量、穩(wěn)定性、耐用性永遠(yuǎn)是第一位的,只有在此足夠出色后,才能再去考慮燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性等指標(biāo)。
E12發(fā)動機(jī)是E系列發(fā)動機(jī)中的首款機(jī)型,它相當(dāng)于一個基礎(chǔ),在以后的機(jī)型開發(fā)中,設(shè)計人員會在E12的基礎(chǔ)上逐步增加可變氣門正時、渦輪增壓、EGR、自動啟停系統(tǒng)等。而E系列中的1.0L發(fā)動機(jī)是在缸徑不變的情況下減小一個氣缸,同時1.4L發(fā)動機(jī)會通過調(diào)整行程的方式使整個E系列發(fā)動機(jī)具有較高的通用性。(文/汽車之家 馮景毅)
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