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提起柴油车,不少人的第一反应都是以噪音大、排气管经常冒黑烟之类的负面评价居多。这种观点主要还是和我国的用车环境有关。在我国,柴油发动机的应用常见于商用车,民用车上仅有极少的一部分提供柴油车型,长久下来,就形成柴油车低廉的形象了。
但是,熟知汽车文化的读者应该都知道,柴油车其实在欧洲有着大量的应用,其中还不乏宝马、奥迪等高端品牌。在日系品牌方面,则以五十铃最为人熟知。五十铃至今有着八十多年的柴油机开发经验,生产的柴油发动机超过万台。早在八、九十年代,五十铃的卡车已走遍祖国的大江南北,收获一片好评。
如今,五十铃针对其民用车型开发了一台全新的1.9T柴油发动机,作为日系里的柴油世家,这台发动机又有着哪些亮点呢?下面就一起来看看吧:
动力水平远超旧款发动机
这台全新的1.9T柴油发动机代号为RZ4E,最早搭载于海外版本的皮卡车型D-MAX上,与五十铃经典的4J系列柴油发动机不同,该发动机为全新设计,用于替代五十铃过去的4JK12.5T柴油发动机。虽然新发动机在排量方面有所下降,但是在功率以及扭矩输出方面,相对旧型号发动机只有过之,而无不及。
五十铃D-MAX
RZ4E发动机还于年搭载在五十铃中期改款后的SUV车型牧游侠上(国内版本车型于年年底换装)。中期改款前的牧游侠搭载4JK1和4JJ1两款柴油发动机,两款发动机的设计相似,只在缸内行程等方面有所区别。
从上图我们可以看出,全新的RZ4E发动机无论是在功率还是扭矩方面的输出,都要大幅度领先于旧型号4JK1发动机。其中,新发动机最大功率更是达到了kW,与3.0T的4JJ1发动机接近。
RZ4E动力曲线图
4JJ1动力曲线图
RZ4E发动机的峰值扭矩达到Nm,在发动机转速转到转的区间内,扭矩均在Nm以上。与4JJ1发动机相比,RZ4E发动机除了因为排量的因素影响以外,两台发动机间的扭力输出差距并不算太大,而且RZ4E还有着更低的排量,以及更佳的噪音水平。
针对五十铃这台表现优秀的发动机,我们特意邀请了五十铃的副总经理久保英树先生进行技术专访,替读者挖掘更多关于这台发动机的亮点。
CAE技术帮助设计开发
据久保先生介绍,有不少五十铃4J系列的旧发动机,都已经是九十年代的设计了,当时要设计一款发动机,需要靠人手绘制图纸,并制作各种样机测试做验证。在年后,CAE(计算机辅助)技术得到飞速发展,对发动机开发的帮助很大。
RZ4E发动机于年开始开发工作,当时的CAE技术已经相当成熟,五十铃透过该技术,大大提高了发动机的开发速度,并且在发动机燃烧模拟方面取得了很好的效果,而且,由于RZ4E发动机的排量相对小了,动力却还在上升,发动机内部需要承受更大的负荷,因此在设计阶段的CAE模拟分析,正好能提前判断发动机内各部件是否能达到设计的目标水平。
同时,CAE技术的应用,让RZ4E发动机的零件数得到大幅度减少,迎合了国际上流行的小型化设计趋势,和旧款2.5T发动机相比,RZ4E发动机的零件数减少了30%,使装配和日后维护的便利性得到提高,并且还使发动机的重量下降,保证了较佳的操控性能。
达成小排量高功率的秘诀
RZ4E发动机在设计之初,五十铃就提出了低摩擦性的要求,因此,这台发动机做了大量关于降低摩擦的设计。例如在曲轴的轴颈位置,采用了小直径的设计,该设计能让连杆与曲轴的接触面积减小,从而降低摩擦。但是,轴颈小直径的设计,又很容易让曲轴产生弯曲变形现象,因此这就很依赖通过前面提到的CAE技术,在设计阶段进行大量的强度分析计算,以保证零件日后的可靠性。
为了降低摩擦,五十铃还采用了类金刚石涂层的活塞销钉,以及对活塞裙部喷涂了一层石墨涂层。
这些类似的设计,让RZ4E发动机在转的时候,曲轴、活塞、机油泵等位置的总摩擦降低了37%,综合整台发动机的摩擦降低40%。同时,油耗也因此降低了10%。
在提高动力性能方面,RZ4E发动机还采用了BOSCH高压共轨系统,喷油压力能达到bar,使燃油的雾化质量更好,让发动机燃烧更为充分。
RZ4E发动机采用VGS(VariableGeometrySystem)水冷式可变截面涡轮增压器,ECU能根据当前工况,调整涡轮扇叶的开度,让发动机在低速下也能有较为迅速的油门响应。更重要的一点是,VGS涡轮的应用,能提高EGR废气再循环的工况范围,从而提高发动机的排放水平。
RZ4E发动机的EGR冷却系统带有旁通阀设计,在寒冷地区时能让回流到进气歧管的废气不通过冷却器,缩短发动机的暖机时间,保证发动机的正常工作。
活塞顶部经过CAE技术分析后,采用回旋曲线式设计,能使燃油燃烧更充分,有效提高发动机的燃烧效率,以及整车的排放水平。
铝合金曲轴箱
另外,五十铃还在RZ4E发动机上做了大量的轻量化设计,例如缸盖、曲轴箱和飞轮壳均为铝合金材质,气缸盖罩为树脂材质,这些都有效较低了车头重量。在与旧车型对比驾驶中,对于驾驶经验丰富的用户来说,能明显感觉到搭载RZ4E发动机的新款牧游侠会表现得更为轻快。
噪音水平降低可靠性更高
在全新的RZ4E发动机上,除了显著提高的动力性能以外,更重要的是在降噪方面的提升,毕竟RZ4E发动机将来要搭载在多款家用车型上,如果无法保证较佳的平顺性和噪音水平,动力性能再强也是无补于事。
RZ4E采用后置正时齿轮设计,并且使用链条驱动,能有效减少发动机给驾驶舱带来的振动。同时,发动机缸体上带有防止振动以及噪音外泄的设计,能隔绝噪音的传播。
对于柴油发动机来说,其噪音有不少都是来自燃烧室,光是设计上的防噪是并不足够的,因此五十铃的工程师在给发动机标定时,会把防噪的因素考虑进去,务求在动力性和静音性之间取得一个良好的平衡。
另外,在过去五十铃的4J系列发动机里,其中一个比较吸引消费者的优势就是其可靠性。作为五十铃柴油发动机一直以来的最大核心,全新的RZ4E发动机在这方面同样讲究,带有不少能提高可靠性的设计。
例如,RZ4E发动机配备了HVLA(HydraulicValveLashAdjuster)液压气门间隙调整器,它能自行调节气门的间隙,使气门间隙随时保持在最佳的位置,免于维护。这是一项过去配备在汽油机上的技术,但是为了实现免维护,五十铃将其应用在柴油机上,并作了改善。
还有上面提到的正时链条设计,除了能起降噪作用外,还让用户不用再像过去那样,定时更换正时皮带。
缸体采用高温淬火工艺,经工程师验证,能保证在50万公里以内都不会发生磨损,即使该发动机以后应用于商用车上,也不会出现任何问题。
其次,由于五十铃有着多年的柴油发动机开发经验,因此它们能根据经验,在一些柴油发动机容易发生严重磨损的地方,实行改进设计。
排放可达欧6标准
虽然目前新款牧游侠上搭载的RZ4E柴油发动机为国5排放标准,但是由于RZ4E发动机还需面向欧洲市场,因此在设计开发的时候就已经能达到欧6(与国6标准相近)的排放标准,这意味着在国内迎接国6排放标准升级的激烈竞争中,五十铃将用实力捍卫其在轻型柴油机市场的领先地位。
近日,深圳市政府甚至还就轻型柴油车提前两年执行国6排放标准公开征求意见,面对极有可能提前到来的政策实施,一台能满足国6标准的柴油发动机就显得很有必要了,但这对于五十铃来说,让RZ4E发动机达到国6标准并不是难事。
总结:五十铃的这台RZ4E全新柴油发动机,不仅在动力性能上全面碾压过去的旧型号2.5T发动机,并且在减少噪音和排放水平方面也得到了许多提升,更贴近于汽油机,而且与汽油机相比,柴油机在燃油经济性方面的表现更佳。所以,对于那些对柴油机感兴趣或者在乎油耗的朋友们来说,搭载了这台发动机的新款牧游侠不失为一个不错的选择。