一款发动机,如何让“油老虎”变成“节油小能手”? | 科技说

  • 发表于: 2018/07/19 22:41:00 来源:车云网

节能减排是大势所趋,哪怕就是越野车,也逃不开“省油”的时代宿命。

对大多数需要兼顾日常驾驶,还要满足一定越野性能的SUV来说,油耗是其难以逾越的短板,一方面,越野车对发动机低扭爆发力、可靠性和发动机动力曲线的要求,使大排量自然吸气发动机一直牢牢占据着越野车的发动机舱;二来,当年那些老炮玩越野的时候,似乎汽油还没有那么贵。

但是,随着整个汽车行业受制于法律法规的限制,都开始提高车辆的燃油经济性,曾经不那么考虑油耗问题的越野车也需要仔细坐下来想一下,如何能适应这个“节能减排”的行业大趋势,毕竟为消费者节省使用成本可以增强自己的竞争力,但符合法律法规的要求获得市场准入证,才是保证可持续性发展的先决条件。

在这个背景下,在常规车型上已经成为主流的2.0L排量涡轮增压发动机,在越野车也有了一展拳脚的机会,就在新大指挥官和全新一代牧马人身上,Jeep便使用了一款“技术先进不打折”的2.0T GME-T4发动机,这就让曾经被称作“油老虎”的越野车,也可以转化角色,成为一个“节油小能手”

这款Jeep旗下的2.0T GME-T4发动机,集诸多先进技术于一体,动力输出195kW虽然不是业内最高,但400Nm的强大扭矩,却在整个市场中难寻竞争对手。藉此,先期搭载这款发动机的全新大指挥官,不但保留了硬派越野车的性能,而且在应付城市路况的超车或起步时,也丝毫不会手软,与此同时,日常的经济油耗也可以像常规的SUV一样,最低低至8L/百公里的水平。

在这款发动机上,你可以看到汽缸盖集成式排气歧管、充钠排气气门、活塞销进行DLC涂层处理、变排量机油泵和增压器电控放气阀等业内主流技术,但在这些技术之外,下面五个对细节“不妥协”的先进技术,最终使其能在Jeep的动力发展史中占据一个极其重要的位置。

带DLC涂层的活塞销带DLC涂层的活塞销

1、缸内中置燃油直喷技术

眼下,很多车辆都使用了缸内燃油直喷发动机,但是这些直喷发动机中,一部分采用的却是侧置喷嘴的设计布局,与其相对应的,则是中置喷嘴的设计。把高压油轨布置在靠近进气歧管的一侧位置,让喷嘴从侧面把燃油喷进气缸,可以大幅度降低发动机缸盖的设计难度,但是却对燃油雾化带来了不好的影响,甚至由于雾化的燃油可能直接喷上气缸内壁,造成“湿壁效应”。

所以在GME-T4发动机上,成本屈服于设计,高压喷嘴采用了中置设计,垂直于活塞冠的方向,以保证缸内最佳燃烧工况;这样一来,不但燃油经济性可以得到提升,最重要的是还能减少缸壁上机油被稀释的几率,保证机油的润滑效率。

2、低摩擦凸轮轴轴承

对绝大多数DOHC发动机来说,两根凸轮轴和发动机缸体接触的部分,只要做到高精度镜面研磨后就基本满足要求了,但是GME-T4这款发动机却在配气正时的受力一侧,给凸轮轴和缸体之间装了一个韩国产的高精度轴承。

这就意味着,绝大多数发动机凸轮轴和缸体之间的滑动摩擦,在GME-T4发动机上变成了滚动摩擦,此时两根凸轮轴的滚动阻力大大减小了,大幅度降低了系统内阻,从而使发动机的燃油经济性能提升到一个更高的水准,尤其是当车辆行驶一段里程之后,对维系发动机的高效性会起到很重要的作用。

3、集成式水冷中冷器

涡轮增压发动机,都需要中冷器给增压后的发动机进气进行降温(降低气体温度,提高气体密度,增加进气量),但对常规增压发动机来说,配置中冷器的代价就是需要设计一条长长的管路,把热空气导向置于“撞风区”的中冷器,然后再引回发动机,这无疑让空气在进入发动机之前先跑了个马拉松,损失了不小的能量。

但GME-T4发动机使用的设计,却把中冷器和车辆的散热系统结合在了一起,成为了一个置于发动机侧面的集成式水冷中冷器,该设计可以让增压后的发动机进气在绕着发动机外围拐个弯之后,就能找到“洗冷水澡”的地方,从而大大缩短了发动机进气要“走”的路程,大大提高了系统效率。

集成式水冷中冷器直接置于发动机侧面(图中左侧),可以大大缩短发动机进气需要途径的距离集成式水冷中冷器直接置于发动机侧面(图中左侧),可以大大缩短发动机进气需要途径的距离

在一些对整车燃油经济性特别关注,使用小排量增压发动机的家用轿车上,集成式水冷中冷器也能见到,这虽然提升了整车制造成本,但应用该技术却能一举多得,一方面让动力系统更加紧凑,二来提升发动机的综合性能。

4、100%双涡管增压器

说起双涡管增压器,很多人都不会陌生,因为在宝马、Mini、通用、大众和现代的很多高性能增压发动机上,双涡管增压器都是主流技术;但在市面上常见的双涡管增压器中,并不是每一个都能像GME-T4发动机的增压器一样,称之为“纯粹的双涡管增压器”。

能区分“双涡管增压器”高效与否的细节差异,就在于两个废气涡管是否从涡轮废弃入口开始,一直到吹向涡轮叶片的最后位置都能保持相互之间的独立设计,理论上,这两个废气涡管相互独立的长度越长,涡轮效率越高,抑制排气回压对发动机进气效率的效果越明显,相应的,制造成本也会提升。

5、带独立冷却系统的EGR技术

在发动机负载不大的时候,适当在发动机进气中掺入一些发动机废气,可以充分稀释氧气含量,降低氮氧化物的生成并起到节油的效果;但是,就像增压之后的热空气需要降温才能引入发动机工作一样,理论上重新进入发动机进气系统的EGR废气,也需要降温才能起到更好的效果,否则高温高压废气重新进入发动机气缸,不但不能达到设计功能,反倒会适得其反。

带独立冷却系统的EGR管道带独立冷却系统的EGR管道

在GME-T4发动机上,EGR系统采用了主动降温设计,该散热器和集成式水冷中冷器一起,与车辆的散热系统联系在一起,形成了整个动力系统的高效气体循环机制。

车云小结:

考虑到这款发动机将搭载到全新一代牧马人上,所以车云菌对使用了该款发动机的新牧马人也抱有极大的好奇心——不知道换成了增压发动机的新牧马人,在面对崎岖的山路时是否还能表现出十足的信心。

虽然,一些人认为牧马人使用2.0T增压发动机是“动力的缩水”,但在车云菌看来,这其实是顺应时势要求的“技术升级”。毕竟,只强调越野性能而忽略时代对燃油经济性的呼声,只能让传统的越野油老虎成为越来越小众的产品,而2.0T GME-T4发动机的出现,则让Jeep越野车能在城市和野外工况下,尽可能达到经济性与乐趣性的均衡


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