淺談國內(nèi)高端輕卡發(fā)動機的發(fā)展

 

2低油耗，低排放；對于二氧化碳排放，節(jié)能也就減排了，但對于目前柴油機排放法規(guī)重點關(guān)注的氮氧化物和顆粒排放生成的機理上看，節(jié)能和減排存在著明顯的沖突，即節(jié)能不一定減排。

 

4D30發(fā)動機首先對燃燒系統(tǒng)優(yōu)化提高燃燒效率改善排放，通過穩(wěn)鍵的缸內(nèi)噴嘴和燃燒室計算和試驗進行匹配設(shè)計，在國IV階段使用了強效的EGR冷卻器及中冷器在改善進氣條件，設(shè)定相對較高的壓縮比，使用經(jīng)過CFD優(yōu)化處理的進氣歧管改善進氣分配等措施.另外通過優(yōu)化各關(guān)鍵摩擦副減低摩擦來降低油耗，如帶滾輪的氣門搖臂驅(qū)動機構(gòu)等。通過以上的一些措施平衡節(jié)能和減排指標，發(fā)動機最低燃油油耗達到了領(lǐng)先的205g/kwh。

 

同時由于各摩擦副的優(yōu)化，結(jié)合發(fā)動機缸體本身的強化設(shè)計，曲軸箱通風系統(tǒng)分離效率的性能提高等措施，整機機油消耗達到了0.05-0.08%（機油和消耗燃油的比值）的優(yōu)異水平，同類機型一般在0.1%左右。

 

圖5 帶滾輪的氣門搖臂機構(gòu)

 

4D30是面向國V國VI排放目標設(shè)計的一款發(fā)動機，當前在國IV階段發(fā)動機排放控制技術(shù)主要路線為EGR加POC顆粒捕捉的方式，該方式的好處是用戶不需要為添加尿素而煩惱，且后處理終身免維護。這時有TX會說，SCR不是更省油嗎，但其實在國IV階段，只要發(fā)動機技術(shù)先進，使用SCR和POC技術(shù)路線，總體液體消耗（尿素也是需要銀子買）價值量相差甚微。目前在市場上已經(jīng)得到驗證，該排放控制系統(tǒng)安全可靠，不是大家擔心的經(jīng)常堵。該發(fā)動機除了滿足國IV排放外，同樣滿足北京環(huán)保局發(fā)布的WHTC地標排放要求。

 

3噪音低；4D30發(fā)動機前端采用靜音鏈條與無間隙齒輪組合的方式驅(qū)動氣門正時輪系以及高壓油泵、機油泵等附件，即滿足柴油機的高可靠性又降低發(fā)動機的噪音。

 

圖5 4D30發(fā)動機正時輪系

 

4 強化設(shè)計，可靠性好；發(fā)動機采用了鍛鋼曲軸，雙支撐強化氣缸體，漲斷連桿技術(shù)，帶內(nèi)冷油道的活塞；確保發(fā)動機在輸出大功率大扭矩的同時保持良好的發(fā)動機可靠性，達到比原有JX493（4JB1）發(fā)動機更優(yōu)良的耐久性，B10壽命達到40萬公里。

 

圖6 內(nèi)冷油道活塞和汽缸蓋

 

隨著整個汽車行業(yè)的發(fā)展以及購買力的提升，未來的輕卡發(fā)展趨勢必然是朝著高技術(shù)方向發(fā)展，智能化、功能多元化、舒適化和人性化方向發(fā)展，對于動力系統(tǒng)主要體現(xiàn)為動力強勁、低噪聲、安全可靠、維修便捷、節(jié)能低排放。近年來在柴油機性能控制技術(shù)上，我們在迅速拉近與歐美日發(fā)達國家的距離，但在一些核心技術(shù)領(lǐng)域仍然進步緩慢，如電噴控制技術(shù)，共軌系統(tǒng)，發(fā)動機可靠性工程等；另外在一些基礎(chǔ)材料、加工領(lǐng)域也很薄弱，導致設(shè)計的出來而加工不出來的窘境，或者出現(xiàn)可靠性就是沒有進口的好這種狀況。目前新能源還沒有大的突破，還不可能大范圍的替代內(nèi)燃機，所以傳統(tǒng)內(nèi)燃機行業(yè)在未來的10年內(nèi)還大有可為。隨著國家對排放和油耗政策的推進，未來5年內(nèi)，輕卡行業(yè)格局勢必將發(fā)生巨大變化。