[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 在混動(dòng)界,“兩田”的THS和i-MMD一直該領(lǐng)域的兩座大山,而隨著《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的發(fā)布以及政策的利好,自主品牌混動(dòng)也仿佛在一夜之間就開了花,甚至還能全面布局混動(dòng)市場(chǎng)。長(zhǎng)城檸檬混動(dòng)DHT作為自主品牌混動(dòng)的代表之一,更是將單擋直驅(qū)升級(jí)為兩擋,從而進(jìn)一步提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)間,那么本期內(nèi)容我們就來(lái)解讀一下長(zhǎng)城檸檬混動(dòng)DHT。
當(dāng)下的主流混動(dòng)技術(shù)按結(jié)構(gòu)主要分為三大類,第一類是像理想ONE一樣的增程式混動(dòng);第二類是如大眾探岳GTE的并聯(lián)式混動(dòng);而最后一類則是以長(zhǎng)城檸檬DHT、比亞迪DM-i為代表的混聯(lián)式混動(dòng)。
整套混動(dòng)系統(tǒng)采用高度集成化設(shè)計(jì),包括1.5L/1.5T兩款混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)、雙電機(jī)及其控制器、定軸式變速箱以及集成式DC/DC變換器,可以實(shí)現(xiàn)EV、串聯(lián)、并聯(lián)、能量回收等多種工作模式。
● 1.5L/1.5T混動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)有啥亮點(diǎn)?
1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用阿特金森循環(huán),壓縮比達(dá)到了13:1,最大功率75kW,峰值扭矩135N·m,主要應(yīng)用在瑪奇朵DHT-PHEV(參數(shù)|詢價(jià))等緊湊型車型中;而1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用米勒循環(huán),并配備了長(zhǎng)城自主研發(fā)的VGT可變截面渦輪,主要應(yīng)用在摩卡DHT-PHEV等中型車或更高級(jí)別的車型中。
我們知道壓縮比是活塞下止點(diǎn)容積與活塞上止點(diǎn)容積的比值,為了實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比,長(zhǎng)城在1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上動(dòng)了一點(diǎn)小心思。
其實(shí)阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和低速時(shí)的工作效率較低,扭矩也不高,而電機(jī)恰好在低速或高速時(shí)效率高,能夠與阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)形成互補(bǔ),因此阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)目前多用于混合動(dòng)力車型。
受其影響,下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置(略高于下止點(diǎn))到上止點(diǎn),但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過(guò)程,并且燃燒轉(zhuǎn)換均為有效功,也就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比。
【左為米勒循環(huán),右為奧拓循環(huán)】
其實(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能量的,短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在這一階段的能量損失,同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí),可燃混合氣溫度也更低,能夠有效抑制爆震的發(fā)生,而且更長(zhǎng)的做功行程還能讓可燃混合氣燃燒的更加充分。
這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬M、大眾全新1.5T、雪佛蘭也都在使用,自主品牌除長(zhǎng)城外,如比亞迪、吉利、奇瑞以及長(zhǎng)安等品牌也均有配備。
● 缸蓋集成排氣歧管
快速暖機(jī)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)其實(shí)是顯而易見的,當(dāng)冷卻液處在合適的溫度下,燃燒狀態(tài)往往是最好的,此時(shí)不僅動(dòng)力性更好,油耗和排放還會(huì)比較低;而溫度高則容易產(chǎn)生爆震,溫度低會(huì)影響汽油的霧化效果和燃燒效率。
此外為了降低各氣缸之間的排氣干涉,一般車輛都會(huì)將排氣歧管盡量設(shè)計(jì)成等長(zhǎng)或足夠長(zhǎng),但由于缸蓋空間較小,集成式排氣歧管無(wú)法做成等長(zhǎng)造型,因此無(wú)論如何優(yōu)化排氣結(jié)構(gòu),排氣氣流匯流時(shí)的相互干擾都是無(wú)法避免的,只能在排氣效率和快速暖機(jī)之間盡量去做平衡。
● 長(zhǎng)城自研VGT渦輪技術(shù)
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的部件是什么?渦輪當(dāng)屬其中之一,但為了您能更好地理解長(zhǎng)城自主研發(fā)的VGT渦輪技術(shù),首先我們先要簡(jiǎn)單了解渦輪增壓的原理。
由于渦輪本身具備一定質(zhì)量,必須要有足夠的廢氣來(lái)推動(dòng)渦輪葉片,因此動(dòng)力輸出不可避免會(huì)出現(xiàn)遲滯,除電動(dòng)渦輪外,各家廠商只能通過(guò)不斷優(yōu)化來(lái)盡可能減少渦輪遲滯。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),會(huì)有大量的廢氣涌入渦輪中,會(huì)使渦輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓,限制發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率,同時(shí)也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出上限。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),就會(huì)出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問題,渦輪也能得到動(dòng)力從而更好地工作,發(fā)動(dòng)機(jī)出力也會(huì)更加得心應(yīng)手。
綜合以上也可以理解為渦輪越小,響應(yīng)性越好,但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想;渦輪越大,響應(yīng)性越差,遲滯也就越明顯。
其實(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī),從VGT的選材和布置來(lái)說(shuō),都要更加容易。
VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料,通過(guò)在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片,從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)效果,保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候,導(dǎo)流葉片打開的角度較小,此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象。
與當(dāng)下增壓車型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計(jì)類似,VGT其實(shí)也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式,也有的廠商將其稱為VNT,曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時(shí)捷等品牌。
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