Tek bir makalede piyasadaki ana akım küçük deplasmanlı motorların sırlarını anlayın!
Bu makale, yazar Spicy Pen Xiaoxing'den Jiashipai tarafından yazılmış orijinal bir makaledir.
Bu makale ilk olarak Zhihu'da yayınlandı, Jiashipai yazar tarafından yetkilendirildi ve orijinal metinde küçük değişiklikler var.
Xiaoxing, bundan sonra çifte kredi politikası olarak anılacak olan "Binek Araç Şirketlerinin Ortalama Yakıt Tüketimi ve Yeni Enerji Araç Kredileri için Paralel Yönetim Önlemleri" nin belirli bir analizini yaptı. Çifte puan politikasının en büyük özelliği, geleneksel araçların yakıt tüketimini gevşetmezken, yeni enerji araç sayısını yakından takip etmesidir. Peki çeşitli otomobil üreticileri nasıl tepki verdi? Bugün General Motors tarafından verilen cevap kağıdına bir göz atacağız.
Yakıt tüketimini azaltmak için yüksek performanslı küçük deplasmanlı motorlar kullanın
SAIC General Motors, yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift jet turboşarjlı motorların piyasaya sürüldüğünü duyurdu. Bu iki motor maksimum 92kW / 170Nm ve 120kW / 230Nm üretebilir.Yakıt ekonomisi de önceki nesle göre% 5 -% 10 oranında iyileştirilmiştir.Kapsamlı çalışma koşullarında 100 kilometrede yakıt tüketimi sırasıyla yalnızca 4.9L ve 5.8L'dir. Açıktır ki GM, çift nokta politikasında işletmelerin ortalama yakıt tüketimine ilişkin katı gereksinimlerin zorluğunu karşılamak için yüksek performanslı küçük deplasmanlı motorların gücünü kullanıyor.
Evrensel üç silindirli çift enjeksiyonlu turboşarjlı motor
Peki, yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift jet turboşarjlı motorların performans seviyesi nedir? İlk olarak GM'nin mevcut küçük deplasmanlı motor ürünlerini kıyaslayalım.
Yeni nesil Ecotec 1.3T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorun maksimum 120kW gücü ve maksimum 230Nm torku vardır.Veriler önceki nesil 1.4T motora göre% 15 -% 23 daha iyidir ve 100 kilometre hızlanma 10 saniye içinde elde edilebilir. Tamamen alüminyumdan üretilmiş kompakt ve hafif tasarım, 1.4T motora kıyasla toplam ağırlığı 20 kg azaltır. Yakıt tüketimi, önceki nesil 1.4T'den% 5 daha düşük.
Evrensel üç silindirli 1.3T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motor performans karşılaştırması
Yeni nesil Ecotec 1.0T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorun maksimum 92kW gücü ve 165-170Nm maksimum torku vardır. Veriler, 1.5L doğal emişli motordan% 20 -% 33 daha iyidir. Yüz kilometrede 1.0T hızlanma, 1.5L doğal emişli bir motordan 1s daha iyidir. Yakıt tüketimi önceki nesil motora göre% 10 daha iyi.
Evrensel üç silindirli 1.0T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motor performans karşılaştırması
Üç silindirli motorun çalışma prensibi
Şu anda General Motors tarafından kullanılan 1.4T ve 1.5L dört silindirli motorlarla karşılaştırıldığında, bu kez piyasaya sürülen yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorlar üç silindirli motor teknolojisini kullanıyor. Peki üç silindirli motor nasıl çalışıyor?
Basitçe ifade etmek gerekirse, ister üç silindirli ister dört silindirli motorlar, dört zamanlı motorlara ait olsun. Giriş, sıkıştırma, ateşleme ve egzozdan oluşan dört işlemi (strok) takip eder. Bu nedenle, dört silindirli bir motorun tam olarak dört stroka karşılık geldiği açıktır. Her döngü (dört vuruş) tamamlandığında, motor çıkış mili (krank mili) iki kez döner. Bu nedenle, göreceli olarak dengeli olacak simetrik bir piston hareketi oluşturmak için yukarı ve aşağı hareket eden dört silindirin süreci aşağıdaki gibidir.
Dört silindirli motorun çalışma prensibi (sinema filmi)
Üç silindirli motor hala dört stroka karşılık geliyor. Her döngü (dört vuruş) tamamlandığında, motor çıkış mili (krank mili) iki kez döner. Bu nedenle, yukarı ve aşağı hareket eden üç silindirin süreci aşağıdaki gibidir ve simetrik bir piston hareketi oluşturulamaz, bu da dinamik bir dengesizliğe neden olur. Bu nedenle, dengesizliğin yarattığı titreşim ve gürültü, üç silindirli motor için en büyük zorluklardır.
Bununla birlikte, üç silindirli motor, tek silindirli optimum yanma ve tek silindirli optimal yapısal tasarım konseptine küçük deplasman koşullarında karşılık gelebilir ve büyük performans ve yakıt tüketimi avantajlarına sahiptir. Yapılması gereken, yukarıda bahsedilen dinamik dengesizliğin neden olduğu zorlukları çözmektir.
Üç silindirli motorun çalışma prensibi (hareket şeması)
Küçük deplasmanlı motorların pazar eğilimi
Daha önce, GMin yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift jet turboşarjlı motorlarını GMnin mevcut küçük deplasmanlı motor ürünleriyle karşılaştırdık. Peki, piyasadaki ana akım küçük deplasmanlı motorlarla nasıl karşılaştırılır? Davet ettiğimiz karşılaştırma konuları BMW, Volkswagen ve Ford'tandı. Her şeyden önce, deplasman aralığı GM'nin yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift jet turboşarjlı motorlarıyla tamamen aynıdır. İkinci olarak, hem BMW 1.5T hem de Ford 1.0T motorları Ward'ın ilk onunu kazandı ve Volkswagen 1.2T, Volkswagen Grubu'nda yaygın olarak kullanılan bir dizi küçük deplasmanlı motor olan EA211 motor serisine ait. Bu nedenle, bu üç küçük deplasmanlı motor oldukça temsilidir.
Piyasadaki ana akım küçük deplasmanlı motorların karşılaştırılması
BMW
BMW i8 ile donatılmış 1.5T üç silindirli yüksek performanslı turboşarjlı motor
BMW i8, arka tekerlekleri hareket ettiren 1.5T üç silindirli yüksek performanslı turboşarjlı bir motorla donatılmıştır. Maksimum gücü 170kW'a ulaştı ve maksimum torku 320Nm'ye ulaştı. Aynı deplasmana sahip motorlar arasında verilerin kralı olduğu söylenebilir ve yılın Uluslararası Motor Ödülünü almak mantıklı. 1 serisi, 2 serisi ve yeni X1 gibi yeni BMW UKL önden çekişli platform modellerinde kullanılan 1.5T üç silindirli motor, i8 modelinden biraz farklı. Gücü 100kW'a ve torku 220Nm'ye düşürüldü. Performans parametrelerinin GM'nin yeni nesil Ecotec 1.3T çift jet turboşarjlı motorundan biraz daha küçük olduğu görülebilir. Şu anda tüketiciler, BMW 1.5T üç silindirli motorun titreşimi ve gürültüsü hakkında daha fazla fikre sahip. Üç silindirli motorun dinamik dengesizliğinin neden olduğu sorunların tüketiciler için büyük endişe kaynağı olduğu görülebilir. Ancak BMW 1.5T üç silindirli motor ve plug-in hibrit sistem çok iyi bir kombinasyon. Bu nedenle Xiaoxing, yeni X1 plug-in hibrit versiyonu gibi yeni enerji modellerini seçmenizi şiddetle tavsiye ediyor.
Ford
Ford üç silindirli 1.0T turboşarjlı motor
Ford'un üç silindirli 1.0T EcoBoost direkt enjeksiyonlu turboşarjlı motoru, Ford Fiesta modeliyle birlikte tanıtıldı. Üç silindirli direkt enjeksiyonlu motor teknolojisini kullanması nedeniyle, sadece Ward İlk On Motor Ödülü'nü kazanmakla kalmadı, aynı zamanda her zaman üç silindirli 1.0T turboşarjlı motorun en yüksek performansını elde etti. Litre başına 92kW, uzun süredir küçük deplasmanlı motorlar için aşılmaz bir kriter olmuştur. Ancak yeni nesil GM Ecotec 1.0T çift jet turboşarjlı motorun piyasaya sürülmesiyle. Kilowatt-saat 92kW başına aynı güce ulaşılırken, yakıt tüketimi önemli ölçüde 5L / 100km'nin altına düşürüldü. Bunların arasında çift enjeksiyon gibi gelişmiş motor teknolojisinin uygulanması vazgeçilmezdir.
halka açık
Volkswagen 1.2T küçük deplasmanlı turboşarjlı motor
Volkswagen 1.2T küçük deplasmanlı turboşarjlı motor, bu karşılaştırmadaki tek dört silindirli motordur. Volkswagen, yukarıda bahsedilen titreşim ve gürültü için tüketicilerin zorlu gereksinimleri nedeniyle, EA211 küçük deplasmanlı motor serisinde dört silindirli bir mimari kullanmakta ısrar ediyor. İyi seviyede gürültü kontrolü ve tork performansı karşılığında, ancak güç parametreleri bu karşılaştırmada en düşük seviyededir. Bu, büyük ölçüde, 1,2 litrelik bu kadar küçük bir deplasmana sahip dört silindirli yapının, tek bir silindirin optimum yanması için gereken yer değiştirme aralığından uzak olmasından kaynaklanmaktadır.
Volkswagen EA211 EVO küçük deplasmanlı motor
Bu nedenle, mevcut Volkswagen EA211 motoru kademeli olarak yepyeni Volkswagen EA211 EVO motor ailesi ile değiştiriliyor. Gelecekte, Volkswagen EA211 EVO küçük deplasmanlı motor ailesi iki ana deplasmana odaklanacak: dört silindirli 1.5L ve üç silindirli 1.0L. Geleneksel enjeksiyon veya doğrudan yakıt enjeksiyonu, benzin / dizel / doğal gaz / plug-in hibrit gibi çok sayıda varyant olacaktır. Motor performansı açısından, farklı varyantlar 44kW ila 130kW güç aralığını ve 95Nm ila 300Nm tork aralığını tamamen kapsayacaktır.
Genel küçük deplasmanlı motorun teknik özellikleri
1. Yüksek performans ve düşük yakıt tüketimi
Çift jet teknolojisi
Motor manifoldu çift enjeksiyon sistemi
Yukarıda belirtildiği gibi, GMin yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motoru, yalnızca motor performansını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda önceki nesil motora kıyasla yakıt tüketimini% 5-10 oranında azaltır. Bunların arasında, tek silindirli çift enjeksiyonlu DPI teknolojisi büyük katkılar sağlamıştır. Daha önce bahsettiğimiz BMW, Volkswagen ve Ford'un üç küçük deplasmanlı motorunun tümü doğrudan yakıt enjeksiyon teknolojisini kullanıyor. Ve GM, emme manifoldu tek silindirli çift enjeksiyon teknolojisini benimsemiştir. Yüksek performans, düşük yakıt tüketimi, yüksek stabilite ve daha fazla çevre koruma özelliklerine sahip, süper şarjlı bir motorda dünyanın ilk kullanımıdır. Her biri kendine özgü avantajları ve dezavantajları olan iki farklı teknik çözüm mükemmel ürün performansı sağlayabilir. Yayınlanan mevcut performans ve yakıt tüketimi verilerinden, tek silindirli çift enjeksiyonlu motor, doğrudan enjeksiyonlu motordan daha düşük değil, ancak bazı yönlerden avantajlara sahip.
Geleneksel manifold yakıt enjektörü ile çift enjeksiyon sistemi arasındaki karşılaştırma
Emme manifoldu tek silindirli çift enjeksiyon teknolojisi ilk olarak Nissan'ın Sunny modeli tarafından doğal olarak havalandırılan 1.6L dört silindirli bir motorda tanıtıldı. Bir silindirde iki enjektörün koordineli enjeksiyonu, daha geniş bir enjeksiyon kapsama alanı ve daha yüksek bir yakıt atomizasyon hızı sağlayabilir. Başlangıçta, geleneksel manifold yakıt enjektörlerinin sol ve sağ giriş valflerini hesaba katması gerekir, bu nedenle giriş valfinden uzaktadırlar ve dar bir enjeksiyon açısına sahiptirler. İkili yakıt enjektörleri giriş valfine yakındır ve daha geniş bir enjeksiyon açısına sahiptir, bu da daha iyi yakıt atomizasyonu sağlar. GM'nin yeni nesil Ecotec çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorları, dünyada ilk kez tek silindirli çift enjeksiyonlu motorlar kullanıyor. Süperşarjlı motorların daha yüksek yanma sıcaklığı nedeniyle, yakıt atomizasyonu ve sıcaklık kontrolü için daha yüksek gereksinimler ileri sürülmüştür. GM, daha iyi atomizasyon etkisine sahip bir ejektör kullanır. Akıllı elektronik kontrol altında, farklı çalışma koşullarına göre aynı anda veya ayrı ayrı enjekte etmeyi seçebilirsiniz.
Volkswagen ve Toyota çift enjeksiyon teknolojisi ile karşılaştırıldığında
Volkswagen ve Toyota Grubunda yaygın olarak kullanılan GDI + MPI çift enjeksiyon sistemi
Volkswagenin üçüncü nesil EA888 motor ailesi ve Toyotanın en yeni D4ST motoru tarafından kullanılan GDI + MPI çift enjeksiyon sistemi ile karşılaştırıldığında, aynı anda değil, yalnızca bir silindirden veya bir silindirden ayrı olarak enjeksiyon yapmayı seçebilirsiniz. Bunların en önemlisi, motor soğukken doğrudan yakıt enjeksiyonlu motorların partikül emisyonlarını azaltmaktır. Emisyon düzenlemelerinin gereksinimlerini daha iyi karşılayın. GM'nin yeni nesil Ecotec çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorları, yüksek güç gereksinimlerini karşılayabilen ve karbon biriktirmesi kolay olmayan son derece akıllı elektronik kontrollüdür, bu da sıradan 92 benzin için daha uygundur. Daha iyi NVH performansı ve güvenilirliği elde edin, takip bakım maliyetlerini azaltın ve motorun ömrünü uzatın.
GM'nin yeni nesil Ecotec çift enjeksiyonlu turboşarjlı motoru akıllı elektronik kontrol ve çift enjeksiyon sistemi
2. Daha Sessiz
Çift kütleli volan
Xiaoxing, üç silindirli motorun dinamik dengesizliği nedeniyle, motorun titreşim ve gürültüsünü çözmenin üç silindirli motorun geliştirilmesinin en önemli önceliği olduğunu defalarca vurguladı. GM'nin yeni nesil Ecotec çift jet turboşarjlı motoru, endüstri sorunlarına karşı birleşik bir darbe başlatmak için 12 sessiz teknoloji kullanıyor. Aralarındaki en büyük kahraman sarkaç tipi çift kütleli volandır. Aşağıdaki genel üç silindirli çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorun sağ çıkış mili parçası, sarkaç tipi çift kütleli volan sönümleme sistemidir.
Evrensel üç silindirli çift enjeksiyonlu turboşarjlı motor ve sarkaçlı çift kütleli volan sönümleme sistemi
DMF (çift kütleli çark) olarak da bilinen çift kütleli volan, motor tarafındaki volanı ve şanzıman tarafındaki volanı ayırır ve motorun burulma titreşimini emebilen bir yay sönümleme sistemi ile birbirine bağlanır; sarkaç çift kütleli volan olarak da bilinir. CPA (santrifüj sarkaç tipi emici) için, geleneksel çift kütleli volana bir titreşim emici eklenir Sarkaç tipi santrifüj sarkaç ileri geri hareketi, motor tarafındaki aktif volandan gelen burulma titreşimini azaltır ve azaltır. . Özellikle üç silindirli motorlar için, dinamik dengesizlik özellikle düşük hızlarda belirgindir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, üç silindirli motor tarafından üretilen titreşim, sarkaçlı çift kütleli volan tarafından çok iyi bastırılabilir. Geleneksel çift kütleli volandan daha iyi bir etkiye sahiptir. Aynı zamanda, hız ve tork dalgalanmaları azaltıldıkça, motor gücü kullanım verimliliği iyileştirilir ve sarkaç tipi çift kütleli volan daha iyi yakıt tüketimi performansı sağlar.
Sarkaçlı çift kütleli volanın titreşim azaltma ve yakıt tüketimi performansının karşılaştırılması
Özetle, SAIC General Motors, çift nokta politikasında işletmelerin ortalama yakıt tüketimine ilişkin katı gereksinimlerin zorluğunu karşılamak için yüksek performanslı ve küçük deplasmanlı motorların yardımıyla yeni nesil Ecotec 1.0T / 1.3T çift enjeksiyonlu turboşarjlı motorları tanıttı. Yakında bu iki motor Buick Yellon vagonu ve GL6 gibi çeşitli modellerde kullanılacak. GM'nin yeni nesil yeni enerji güç teknolojisi ürünlerini (plug-in hibrit, tam hibrit) ve genişletilmiş hibrit teknoloji ürünlerini tanıtan yeni enerji modelleri ile birleşerek, yüksek-düşük bir karışım oluşturdu ve hem geleneksel güç hem de yeni enerji tamamen teşvik edildi. durum.
