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通用汽车20T发动机技术特点解析L

发布时间:2024/10/31 13:24:48   
内容概述:通用两代2.0T发动机技术特点解析,全新LSY发动机与凯迪拉克品牌定位的关系解读。作为美系汽车代表公司之一,在技术研发层面的水平很有代表性,同时内燃机的特点也非常具有「NA」(自然吸气)时代的特点。其中LTG更是一度成为同排量发动机的标杆,然而这与是节油减排的技术方向还是有些背离了。

01LTG·特点解析

作为排量仅为2.0L(升)的汽油动力内燃机,最大功率会是多少呢?在普通乘用汽车领域普遍为<kw,能接近这一水平就算相当不错的水平了;然而这台机器的峰值功率高达kw,折合公制马力已经高达PS,并且rpm的节点就能达到最高标准。很显然这会是台性能非常理想的机器,已经停产的ATSL以「<6.2s」的破百成绩也说明了其实力之强。但是中等排量的发动机实现这么高的功率,依靠的是什么呢?计算公式:N·m×rpm÷×1.36=PS。这是马力的计算公式,单位为。公制马力的标准为「1PS=75kg/1m·1s」,概念为驱动75公斤物体实现每秒移动一米的动能。公式说明的是扭矩与转速相乘的关系,在转速范围基本相当的前提下,只有扭矩越大才能让功率马力越大(功率×1.36为马力)。那么LTG实现高水平依靠的自然是大扭矩,内燃机如果增扭,过大的扭矩会影响机器的使用寿命吗?

02基础知识

1:扭矩的提升有两种方式。最原始的是增加发动机的排量与进气量,以吸入更多空气为前提,按照14.7:1的理论空气燃料比计算喷油量。混合油气基数越大燃烧产生的热能就会越多,因为燃油的热值是固定不变的。自然吸气发动机依靠的就是这种方式,只是排量的提升会增加油耗,想要拉升扭矩(加大进气量)又得拉升发动机转速。这两种状态都会让耗油量明显升高,所以这种技术被淘汰了。2:富氧燃烧同样可以增大扭矩。所谓“富氧”指的是通过增压器压缩空气的体积,让固体体积(等同于气缸容器)的空气变得更加紧密;分子间隙的缩短等于分子数量的增加,其中氧分子数量的提升会加强混合油气燃烧反应的强度,燃烧的本质是碳氢化合物的氧化还原反应,氧浓度的提升增加的反应强度;说白了就是让燃烧转化的扭矩变得更大,这就是涡轮增压技术能够提升扭矩的原因,但同时增长了燃烧的火焰温度。图1.空气压缩前后的分子数量概念图2.氧浓度提升与火焰温度的关系图3.富氧燃烧的火焰状态

03增压增扭·问题

通过压缩空气的程度差异,可以让「turbo·发动机」的扭矩有大有小;简而言之为压缩强度高则氧浓度高,转化的扭矩就会非常大,所以同排量的增压机的扭矩差值会非常夸张,比如以下几台机器。4G63S4T-2.0T「N·m」DriveET3-2.0T「N·m」EATsi-2.0T「N·m」4C20B型-2.0T「N·m」LTG高阶版-2.0T「N·m」相同的排量等于相同的喷油基数,扭矩差值最高达到N·m则主要为压缩程度的影响,其次有喷油方式对蒸发性能和燃烧效率的影响。然而不能否认的是扭矩越高,发动机缸内的压力与温度也就会越高,但是否会对发动机的使用寿命与稳定程度造成影响,这是不能一概而论的。重点1:燃油汽车装备的是,活塞在气缸内的上下运转会与缸壁产生磨损;缸压过高会产生较强的振动,理论上会增加磨损程度。但如果润滑系统的水平足够高且机油品质高,那么在理想的润滑密封环境中就必然能达到理想的运行状态。至于高温与机油的影响也是不用担心的,因为匹配机油的性能绝对会有冗余。重点2:峰值扭矩的是决定机器零部件老化速度的重要参考,比如某些欧系2.0T发动机同样有kw/N·m的超高水平,峰值又能在0~rpm区间持续输出。这种设定虽然能以“大扭矩·低转速”组合实现正常代步的高性能,或者是以低转高扭达到节油目的。但是日常用车会持续在高温高压的状态下,这种机器因气门油封老化,以及活塞磨损间隙加大导致烧机油的节点就会比较早。想要解决问题只能让最大值来的晚一些,或者扭矩低一些——可以解析LTG与LSY了。

04「迟滞」的峰值

N·m-~pm持续输出,这是LTG发动机的特点。最大扭矩来的足够晚,在正常驾驶车辆基本不会达到转速范围内,这样就能保证日常代步驾驶时的发动机工况没有那么恶劣了。重点:增压器的介入转速其实很低,平均都会在rpm左右。也就是说只要加一点点油门其实就已经开始增压了,只是这台机器子啊/rpm区间的涡轮转速是缓慢线性的提升,这样既能实现加速的平顺,同时也能做到动力充足,而且会让发动机运行的“更轻松”,使用寿命会足够长。「LSY-2.0T」是全面替代LTG的全新机型,这台机器将数据调整为kw/N·m(0~0rpm),为什么要降低功率和扭矩呢?原因在于这种设定会更加节油,同时极限性能的差距其实并不大。参考LTG的“两段式·线性衔接”调整,其主力代步区间的输出马力确实不低,但是相比“N·m×(0~0rpm)”的相同转速数值还是要低一些的。那么用这种设定反而能够在代步转速范围内,以更低的转速达到相同的推重比(车速),这样是不是能够更加节油呢?再加上这台机器的气门半开与双缸闭缸运行技术,油耗必然会更低。是汽车行业的主要话题,LTG性能强但是油耗偏高,LSY性能仍然在强的范围内,油耗能够大幅下探则必然会成为通用汽车的首选项。不过这台机器也拉低了凯迪拉克品牌的定位,因为同款发动机从迈锐宝XL就开始使用了,匹配9AT变速箱与XT系列的两驱SUV没有技术层面的本质区别;而开拓者与昂科旗更是与XT6相同,所以这个品牌的产品定位被拉低了。至于轿车还好使用的是后驱平台,否则也不会有什么竞争力,这就是凯迪拉克的尴尬处境。编辑:天和Auto-汽车科学岛责编:天和MCN欢迎转发留言讨论

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