长城全新2.0T曝光,动力大涨,媲美奔驰AMG 2.0T!这技术全球独有

在1000万台发动机下线现场,长城发布了多款即将亮相的全新发动机,其中包括一款正在预研的排量为2.0L的发动机,最大功率高达260kW,峰值扭矩450N·m,媲美奔驰AMG 2.0T发动机(285kW,480N·m)。在介绍中能看到,这款2.0T发动机采用了VCR(Variable Compression Ratio可变压缩比)技术。目前市场中仅有日产大规模量产了可变压缩比发动机,应用在QX50和天籁上,命名为VC-TURBO。根据此前长城注册的相关专利来看,长城自研的VCR技术要比日产VC-TURBO更加先进。

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在内燃机经历的100多年发展历史中,车企为了降低能耗/排放、提升性能以及抑制震动等做出了许多努力,也衍生出了米勒循环、EGR、缸内直喷、稀薄燃烧等技术。对于一款发动机来说,既省油、动力又强一定是最为理想的状态,受限于机械结构,市面上大多数发动机都只能偏向其中一点,做出妥协。不过在2018年,日产发布了可变压缩比VC-TURBO发动机,通过调节在曲轴和连杆之间的中间拉杆,能够在行驶中改变发动机压缩比在8:1-14:1之间。

图为日产VC-TURBO示意图,长城发动机与其原理相同 图为日产VC-TURBO示意图,长城发动机与其原理相同

压缩比代表了活塞处于下止点的燃烧室容积与活塞处于上止点的燃烧室容积之比,可以将其理解成混合气在气缸内的压缩程度。压缩比越高代表混合气越容易被点燃,同时燃油的汽化效果更充分,提升了整体热效率。不过压缩比越高也会带来爆震的隐患,对于发动机有较大危害。而可变压缩比发动机则能根据不同的使用工况,实时调节压缩比,兼顾了燃油经济性和动力性能,提升了发动机潜力。

长城自2020年发布了柠檬平台后,针对全动力领域布局,推出更多高性能低能耗的产品。早在2018-2019年期间,长城汽车就注册了多项关于可变压缩比发动机的专利。从现有专利来看,长城的可变压缩比发动机与日产VC-TURBO发动机的结构比较类似,也是通过在拉杆和曲轴之间加入了控制器,以此调节压缩比大小,机械原理比较一致,整体效果可以参考日产VC-TURBO。不过由于专利原因,长城注册时采用了电机或者皮带轮带动偏心轴的方案,最终仍没有确定。

但长城的可变压缩比发动机最大的亮点不在于压缩比可以无极调节,而是在日产VC-TURBO的基础上增加了一个控制轴,它的齿轮和曲轴直接相连,会随着曲轴一起转动。在为该控制轴配备相位调节装置后,能够让发动机进入4种不同的工作模式,包括均质压燃、米勒循环等,是首款能够同时调节压缩比和工作模式的发动机,这也是日产VC-TURBO所不具备的能力。

具体来说,控制轴每工作循环中转一圈,活塞的位置进行高-中-低-中-高的循环变化,活塞的高、低位置,对应不同上、下止点,且活塞上、下止点的变化,会使压缩和膨胀行程、也即活塞的冲程发生变化。通过改变控制轴和曲轴之间的相位,就能调节发动机的工作模式。

1、控制轴和曲轴的相位在90°-150°时:进气下止点与膨胀下止点相同,排气上止点低于压缩上止点,进气行程、排气行程小于膨胀行程、压缩行程,压缩比等于膨胀比,理论上将可以做到、HCCI均质压燃,极大提升燃烧效率。

2、控制轴和曲轴的相位在180°-250°时:进气下止点高于膨胀下止点,排气上止点与压缩上止点相同,进气行程、压缩行程小于膨胀行程、排气行程,压缩比小于膨胀比,也就是现在常见的米勒循环。

3、控制轴和曲轴的相位在270°-330°时:进气下止点与膨胀下止点相同,排气上止点高于压缩上止点,进气行程、排气行程大于膨胀行程、压缩行程,压缩比等于膨胀比,在需要动力输出的环境下,预计会采用该模式。

4、控制轴和曲轴的相位在0°-60°时:进气下止点低于膨胀下止点,排气上止点与压缩上止点相同,进气行程、压缩行程大于膨胀行程、排气行程,压缩比大于膨胀比,用于启动阶段,改善启动时的排放性能,且还能够在发动机温度较高后,降低压缩比,以可防止气体高温造成零件损坏。

综合来看,长城可变压缩比发动机可以说是“站在巨人的肩膀上”,延续了日产VC-TURBO的特性,并在此基础上增加了全新控制轴,可以调节发动机的运行工况,比VC-TURBO更加先进,适应更多种运行工况。不过长城可变压缩比发动机需要两套控制系统,在耐用性、模式/压缩比调节速度以及控制精准性上仍不确定,只有在量产搭载到实车上后才能做出评价(2024年推出)。仅从技术和参数性能上来看,这款发动机是近年来技术含量很高的一款机型。


标签: 技术解析
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