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模塊化是亮點 解析沃爾沃Drive-E動力總成

2014-03-07 00:16:38 作者:陳啟貞

模塊化發動機有何技術特點?

  傳統燃油發動機要達到高效動力、節油減排的要求,無非要在這幾方面精耕細作,如高效的增壓系統、更高的燃油效率、高效的熱管理系統、更低的內摩擦損耗、輕量化設計構件、有效的尾氣處理。

  1)極高的部件共用性

  VEA發動機序列中(包括柴油版和汽油版),都是擁有相同的缸徑行程的。發動機的部分附件是完成可以互換的,如曲軸、下缸體、油底殼機油本、發電機等等,而缸體、平衡模塊也接近通用。當然考慮到發動機的性能差別,發動機本體的結構強度設計是有所差別的。

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  主要包含兩個性能級別,即高功率與中功率級別的發動機和較低性能級別發動機。前者的缸體強度設計是按照柴油發動機峰值燃燒壓力設計,而后者允許峰值壓力值降低為140bar(接近汽油機的水平)。

  2)構件輕量化設計

  發動機采用高壓鑄鋁缸體,內嵌鑄鐵氣缸套。汽柴油發動機缸體不同的是,柴油發動機的缸體高度更高,缸套強度更強。缸套外層噴涂一層共晶鋁合金來加強鋁基體的基礎,有效提升缸套的圓度從而使得活塞環張力減小。此外,軸承加固件也采用鋁合金進行噴涂。

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  此外,還通過一系列措施對發動機本體進行減重,如為了降低軸頸的尺寸,曲軸采用鍛鋼來制造;通過采用襯套可以降低活塞銷的直徑;采用更長更輕的連桿等,最終可以降低20%的運動慣量。

  3)降低內摩擦損耗

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  要提高發動機的效率,降低發動機各個運動部件之間的內摩擦也是重要的一環,VEA發動機也進行了一些列的措施進行優化,如通過降低活塞環切張力、活塞環PVD鍍層、珩磨氣缸套、活塞銷表層DLC(類金剛石涂層)等等。此外,氣門挺柱使用了DLC進行涂層處理,與鑄鐵制造的凸輪軸,可以有效降低滑動摩擦。

  4)可變流量機油泵

  可變流量機油泵,也是目前較為主流的發動機技術,簡單來說就是,可以根據發動機高低負荷的工作狀況,實時調節機油泵的流量輸出,降低損耗。VEA系列發動機的機油泵主要通過電磁閥來控制機油泵的流量輸出,傳感器通過采集發動機轉速、負荷、機油溫度等數據進行實時調節。

  5)發動機熱力管理系統

  由于汽/柴油發動機工作方式的不同,對于散熱要求的不同,會使得它們的熱管理系統也是有所差異的。汽油發動機裝備了一個400W的電子水泵,可以精準智能控制冷卻水流向,以實現發動機的快速熱機和降低冷摩擦損耗。

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  柴油發動機采用的則是傳統的機械式水泵(即由皮帶驅動),可以通過水套中的液壓控制閥進行流量的控制。如發動機啟動時,控制閥關閉,水泵驅動的流量就降低,可以實現發動機快速暖機。

  另外,柴油發動機也裝備了一個15W的電子水泵作為輔助,主要有兩方面的作用:一來可以從氣缸蓋取水為車廂加熱(提供暖風),二來,可以將冷卻液引至EGR冷卻再循環尾氣,以降低NOX污染物的排放。

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    陳啟貞 副主編

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