日產(chǎn)超變擎發(fā)動機高海拔測試工程師專訪
【太平洋汽車網(wǎng) 廠商要聞】就在上周,日產(chǎn)天籟的2.0T超變擎發(fā)動機在高海拔的西藏進行了一次嚴(yán)苛的測試,在汽車行業(yè)里面,有很多種在極限條件下檢驗汽車性能的實驗,比如高寒實驗、高溫實驗,還有高原實驗。而在這些實驗里面,高原實驗是對汽車動力性能要求最高、綜合性也是最強的實驗之一。特別是這一次實驗,我們選擇了一條海拔差、溫差都非常大都實驗路線,對第七代天籟的超變擎性能是非常嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)。
對日產(chǎn)的這臺超變擎可變壓縮比發(fā)動機,我們也有很多疑問,借此次高海拔極限測試的機會,向日產(chǎn)相關(guān)的工程師進行了提問,以下是此次問答的全過程。
Q1:天籟2.0T在西藏極限測試中面對了什么困難?超變擎的表現(xiàn)如何?
①海拔越高,空氣越稀薄,相應(yīng)的氧氣含量也會降低,進而影響發(fā)動機的功率,導(dǎo)致發(fā)動機動力下降、反應(yīng)遲鈍等。
②有的車子在平原地區(qū)動力非常好,但是一到了高原,就出現(xiàn)了“高反”,動力不足,反應(yīng)遲鈍,甚至走不動的情況。
③超變擎由于能夠根據(jù)發(fā)動機扭矩等相關(guān)信息調(diào)整最佳壓縮比,達到燃燒效率的最大化,所以相比于普通發(fā)動機,它能連續(xù)動態(tài)調(diào)整壓縮比去匹配當(dāng)前的發(fā)動機扭矩,所以“高反”程度會更加低。本次測試分別在海拔3700m的拉薩公路、海拔4400m的羊湖,以及海拔5200m的卡若拉冰川等地區(qū),進行0-60公里/小時的加速測試,三次不同海拔加速測試的數(shù)據(jù)差異只在一個很小的范圍,說明了超變擎應(yīng)對高原的天然優(yōu)勢。
④超變擎除了可變壓縮比,還具有其他四項可變技術(shù)以及2大制造工藝以及1項渦輪增加技術(shù)作為核心技術(shù),我們簡稱為“521”,通過“521”技術(shù)的共同加持,即使面對不同海拔,不同標(biāo)號燃油,也可以向駕駛者提供高功率、高效率、低油耗的駕駛體驗。
Q2:中國從南到北、從西到東,跨越了不同的氣候帶,同時也有不同的地理環(huán)境,高寒、高溫、高海拔,甚至連續(xù)爬坡的不同路況,這就對汽車提出了非常嚴(yán)峻的要求,可變壓縮比相比不可變壓縮比,應(yīng)對這些不同路況的時候優(yōu)勢會表現(xiàn)在哪里?
①中國地域遼闊,各個地區(qū)油品的差異是比較大的,這次拉薩測試,我們也安排了92、95、98三種不同油品,對天籟2.0T進行更全方位的油耗測試和動力測試;事實證明VC-Turbo可以通過可變壓縮比來適應(yīng)不同的油品,可以始終保持不同油品的最佳燃燒效率,達到動力和油耗兼顧的效果。
②對于不同海拔,不同含氧量的空氣,VC-Turbo也可以通過發(fā)動機的扭矩等信息,實時動態(tài)地調(diào)整壓縮比,以達到最佳的動力和燃油經(jīng)濟性。
③對于不同路況,例如急坡,山路等,VC-TURBO超變擎發(fā)動機通過駕駛員意圖及發(fā)動機狀態(tài)改變壓縮比,壓縮比的切換范圍在8~14之間,保證最佳的熱效率。
Q3:VC-TURBO超變擎為第七代天籟帶來了什么核心優(yōu)勢?
①日產(chǎn)VC-TURBO是全球首款量產(chǎn)可變壓縮比發(fā)動機,是日產(chǎn)技術(shù)團隊經(jīng)過20年時間研發(fā)的技術(shù)結(jié)晶。日產(chǎn)全球領(lǐng)先VC-TURBO可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動機技術(shù),提供技術(shù)層面的領(lǐng)先優(yōu)勢。
②這款發(fā)動機代表了全球燃油動力領(lǐng)域的新技術(shù)水平,也是日產(chǎn)未來在燃油動力領(lǐng)域的制勝關(guān)鍵;
③VC-TURBO可變壓縮比發(fā)動機獲得“2019沃德十佳發(fā)動機(2019 Wards 10 Best Engines)”,擁有全球權(quán)威認(rèn)證背書。
④對于消費者而言,VC-Tutbo具有高功率,高效率,低油耗,低振動,低摩擦等優(yōu)勢,能夠極大提升消費者日常駕駛體驗。
Q4 :VC-TURBO 發(fā)動機實現(xiàn)可變壓縮比的核心原理是什么?
全球首款量產(chǎn)可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動機 VC-TURBO,顛覆傳統(tǒng)發(fā)動機的曲柄連桿結(jié)構(gòu),獨創(chuàng)多連桿系統(tǒng),實現(xiàn)發(fā)動機壓縮比由 8:1(高性能)-14:1(高效能)之間的智能無極切換, 并融合雙燃燒循環(huán)、雙燃油噴射、缸體熔射技術(shù)、集成式排氣歧管等前瞻性技術(shù)于一身,兼顧動力、油耗和音振的一款理想發(fā)動機。
實現(xiàn)可變壓縮比,基于 5 大可變技術(shù)、2 大制造技術(shù)、1 渦輪增壓技術(shù),簡稱 VC-TURBO 核心技術(shù)“521”,具體如下:
① 5 大可變技術(shù)
可變壓縮比:日產(chǎn)獨有的專利技術(shù),通過高碳合金鋼制成多連桿結(jié)構(gòu)與帶有諧波減速器的驅(qū)動電機協(xié)同工作,通過ECU 行車電腦感知駕駛員發(fā)出的指令和發(fā)動機狀態(tài), 驅(qū)動多連桿調(diào)整活塞行程高度,從而改變壓縮比,實現(xiàn)8:1-14:1 的智能無級切換。
可變?nèi)加蛧娚洌航Y(jié)合多點噴射與缸內(nèi)直噴兩種模式,可以在常規(guī)速度下在兩種模式之間進行切換,在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷下協(xié)同工作。進一步提高發(fā)動機在全工況下的動力及燃油經(jīng)濟性。
可變?nèi)紵h(huán):通過雙連續(xù)可變氣門正時智能控制系統(tǒng), 實現(xiàn)雙燃燒循環(huán)模式在不同工況下的協(xié)同工作。在奧托循環(huán)與阿特金森循環(huán)之間無縫切換。配合可變壓縮比技術(shù),最大化提升發(fā)動機燃油效率與動力輸出。
可變多路徑水冷控制:為發(fā)動機內(nèi)的冷卻液提供多通道流動,優(yōu)化冷卻液在散熱器、油冷器和加熱器之間的分布, 使得發(fā)動機在最短的時間內(nèi)達到最佳工作溫度,減少排放。
可變排量機油泵:根據(jù)不同壓縮比下對油壓與摩擦的需 求,優(yōu)化油道內(nèi)機油流量,確保始終保持在最佳的運行溫度,進一步提升性能。
② 2 大制造技術(shù)
集成式排氣歧管:巧妙地將排氣歧管和氣缸蓋集成在發(fā)動機缸蓋中,既減輕了發(fā)動機的重量,又提高渦輪響應(yīng)效 率,更快加熱觸媒轉(zhuǎn)換器,有效降低污染物排放。
缸體熔射技術(shù):采用源自 GT-R 的鏡面涂層技術(shù),缸體內(nèi)腔經(jīng)等離子噴涂處理,造就堅固耐久、鏡面反光的氣缸壁。減少 44%活塞摩擦同時消除泵送損失,進一步提升發(fā)動機使用壽命并提高效能。
③ 1 渦輪增壓技術(shù)
單渦流寬域渦輪增壓技術(shù):在發(fā)動機任意轉(zhuǎn)速和壓縮比的情況下能夠最大化加速渦輪響應(yīng)能力,保證動力輸出,進一步改善了發(fā)動機熱能和排氣壓力的損失,減小發(fā)動機的體積和重量。
Q5:我想向技術(shù)工程師求證一下,日產(chǎn)“超變擎”發(fā)動機在研發(fā)時有沒有參考日系兄弟品牌“雙擎”概念?因為兩者都是根據(jù)車輛行駛工況,實時為發(fā)動機匹配最佳的工作環(huán)境,并且兩者動態(tài)調(diào)節(jié)都有著很好的響應(yīng)性,只是實現(xiàn)方式不同,但超變擎發(fā)動機沒有電池結(jié)構(gòu)更簡單,也更可靠。
提高內(nèi)燃機的熱效率是內(nèi)燃機發(fā)展從始至終發(fā)展的方向,豐田的雙擎THS技術(shù)利用電機彌補阿特金森循環(huán)中低速效力不足的特性,而日產(chǎn)的VC TURBO則利用可變壓縮比實現(xiàn)在發(fā)動機不發(fā)生爆震前提下的熱效率最大化,另外,日產(chǎn)的E-power同樣通過串聯(lián)的方式,讓發(fā)動機始終處于效率最高的工況下運行,所以這三種技術(shù)實現(xiàn)的目標(biāo)都是提高內(nèi)燃機的效率,但是技術(shù)卻有本質(zhì)上的不同,所以并沒有什么參考性。
Q6:同時,我想問一下工程師,日產(chǎn)“超變擎”相比“雙擎”具體優(yōu)勢有哪些?未來會不會向其他日產(chǎn)車型普及該技術(shù)?
①VC-TURBO超變擎的優(yōu)勢:壓縮比可在8:1-14:1之間智能切換,高功率、高效率、低振動、低摩擦、低油耗;
②從本身結(jié)構(gòu)上說,由于雙擎除了需要發(fā)動機,還需要電動機,發(fā)電機,電池,電控系統(tǒng),電池管理系統(tǒng)等等,所以在成本和可靠性上并不具備優(yōu)勢,而VC-Turbo結(jié)構(gòu)相對簡單,所以在成本和可靠性上相對而言更具優(yōu)勢。再者,雙擎由于其本身結(jié)構(gòu)限制,高速上依舊不能脫離電驅(qū)動,導(dǎo)致其在高速上不能獲得較高的效率,而VC-Turbo則恰恰相反,在高速上效率則比較高。
③橫向布局上,VC-TURBO超變擎將從現(xiàn)有的2.0T延展至其他更多排量,以適應(yīng)不同使用場景下的消費需求。同時VC-TURBO超變擎也將出現(xiàn)在更多東風(fēng)日產(chǎn)旗下產(chǎn)品上,實現(xiàn)多車型、多層次的覆蓋。到2022年,東風(fēng)日產(chǎn)將引進4款搭載VC-TURBO超變擎的車型,讓更多消費者體驗“超變擎”魅力。
④縱向布局上,VC-TURBO超變擎將繼續(xù)實現(xiàn)技術(shù)上的進化,利用日產(chǎn)布局全球的研發(fā)體系與國際資源,持續(xù)升級以可變壓縮比為核心的動力技術(shù),以保持在燃油動力領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
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