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全球年销840万辆的通用是怎么以“技”服人的?

 小白买车 2021-03-15

中国的汽车市场近十年飞速发展,但汽车消费者却远还不够成熟,在面对五花八门的车型时往往无从下手。如何去判读一辆车的好坏,最基本的就应该是从其核心技术入手去了解,我们经常“本末倒置”,选购座驾的时候更多的是看见表面的设计,容易被营销策略套路,而真正关注技术的人少之又少。

正因为消费者的不成熟,让很多厂商钻了空子,大部分主机厂没掌握核心的动力与底盘技术,但也能活的滋润,不是我针对国产品牌,确实大部分国产品牌缺乏技术积累,这不是三五年的追赶得上的。

表面上现在主机厂现在弄一套涡轮增压发动机+自动变速器的动力总成就可以应付的过去,消费者似乎就也挑不出什么毛病,从参数上看每个品牌都半斤八两的样子。

“供应商造车”的年代里东拼西凑出来一台发动机并不难,甚至标定都可以采用“外包”,这样的“粗简”的机器现在一样能上路,但随着史上最严的排放标准国六的出台,想混过关难上加难,也到了那些领跑行业的车企展现真正实力的时候了。

真正掌握核心技术,能够主导正向研发的车企少之又少,通用就是其中之一,作为全球最大的车企之一。通用汽车成立逾百年,第一次将自动变速器和涡轮增压搭载在量产车型上的就是通用,不仅拥有深厚的技术底蕴与积累,还要投入大量资源保持与发展,只2018年就投入了61亿欧元用于研发。在全球严管排放的背景下,通用带来了全新一代驱动系统。

发动机

要满足国六,特别是国六b的排放标准,不是多花点成本改改三元催化,后装个颗粒捕捉器可以解决的,必须是发动机的全面优化诚然如今内燃机的发展可以说是进入了一个瓶颈期,能效很难有质的飞越,主机厂也纷纷把未来重心放在新能源上,但并不代表内燃机没有价值了,只是门槛太高,能继续“深造”的厂商不多。几个“科代表”选择的技术路线也有所不同,但无非都是从几个要点着手,进气、喷油、热管理,通用的第八代Ecotec发动机系列也不例外。

进气

进气的道理其实很简单,进入气缸参与燃烧的空气越多,理论上动力就越强,所以要获得更强的动力就要提升单位时间内的进气量。而相对的,当不需要那么多动力时,进气量也应该适当调整,保证合理的空燃比,不然很难保证发动机的经济性和环保性,甚至会造成温度过高、爆燃、导致发动机无法正常工作。因此关键点就在于精准的控制进气量,保证发动机呼吸顺畅。

气门升程

简单来说就是控制进气口的大小,升程增大进气口开的更大进气量就更大,相反进气量就减小。其实这不是什么新进的技术,各大主机厂都有相关的技术方案,比较出名的有宝马的Valvetronic电子气门升程控制系统,通过电机可实现无极调整气门升程。而这次通用采取的气门升程调整技术与大众的AVS系统的原理类似,在凸轮轴上设置高度不同的多个凸轮件,然后通过滑动槽实现切换(这里只说个大概原理,有兴趣的留言,日后可以详聊)。

而通用第八代Ecotec发动机的Tripower可变气门管理技术特别之处在于不仅有高低两个升程,还有一个零升程,也就是说气门完全不动保持关闭,没有空气进入气缸也不喷油,从而在工况允许的情况下实现“闭缸”效果,进一步优化油耗表现。

气门正时

可变气门升程是控制打开的大小,可变气门正时则是控制打开的时间,如果控制升程是为了控制进气量,那么控制正时的关键则在于“气门重叠角”。可以简单理解为高转速时要求气门重叠角度越大,低转速时则相反,可变气门正时就是控制这个打开的时间。

实现可变正时的技术原理各家都大同小异,通过调节凸轮轴相对曲轴的相位,也就是凸轮的角度来调整打开的时间,通用第八代Ecotec发动机的VVT系统是进排气正时均可变,中置的设定能提高调节速度。

涡轮增压

涡轮增压已经是老生常谈了,这里就不解释工作原理了,关键说说通用第八代Ecotec发动机这次采用的电动放气阀技术。其实和上面说的气门是一个道理,关键在于精准的控制,通过电机调整涡轮的泄压阀的开闭时间与开闭程度,调整推动涡轮的废气量,提高涡轮建压的速度,减小泵气损失,从而提高涡轮的效率。

碳罐泵

碳罐泵严格来说不能算是进气的技术,是用于解决油箱内温度高会产生燃油蒸汽的问题。而碳罐就是把油箱内的汽油蒸汽导入进气歧管参与燃烧,所以这里就归到进气系统里一起解析,通用第八代Ecotec发动机这次采用了电控的碳罐泵,提高了燃油蒸汽吸附与进入气缸的效率,从而优化排放与油耗。

喷油器

从化油器到喷油器,再从歧管喷射到缸内直喷,喷油方式一直是发动机进化的关键元素,发展到现在各家主机厂依然在不断探索优化。例如丰田就采用了双喷射的技术方案,歧管喷射与缸内直喷结合,通用早先采用的双喷射系统则是进气歧管内设置两个喷油嘴,而大部分主机厂还是直接采用缸内直喷,优势很明显,燃烧充分,动力强,油耗低。

通用第八代Ecotec发动机这次率先将喷油压力提升至35Mpa,高压带来最直接效果就是燃油雾化更好,也直接提升燃烧效率。为了满足国六的排放标准,提升喷油压力是最有效的途径之一,相信接下来各大主机厂也会跟上

温度控制

温度控制技术表面看似没有其他技术那么“酷炫”可以直接提升动力,也往往不是厂商宣传的重点。而大家容易忽略一个基本的道理,内燃机是通过燃烧产生动力,目前热效率最高不过41%左右,除去推动活塞运动的机械能,大部分能量转化成了热能,因此如何管理与利用发动机的温度至关重要,也是提升发动机效率的基础。

主动热管理

通用第八代Ecotec发动机的ATM主动热管理系统,其实就是基于水冷实现热能管理的技术,通过电子水泵与电控阀,控制水泵的转速调整冷却液流量,精准的控制发动机各部位的温度,提高暖机、加热机油、停机冷却的效率。

废气再循环

先说废气再循环,也就是我们常会提到的ERG,简单的说就是把燃烧后的一部分废气再次循环到进气管中参与燃烧,目的就是为了优化排放。而通用第八代Ecotec发动机在ERG上加入了水冷系统,因为废气的温度很高,过高的温度直接参与燃烧会影响效率,加入水冷系统能够控制优化气缸内的温度,从而提高效率、降低油耗、优化排放。

开篇也说过到,发动机的发展已经进入瓶颈期,技术上鲜有质的突破,而且目前的汽车市场已经过了一味追求动力的时期,目前主机厂面临最大的问题就是节能减排,同时兼顾动力性能。可见要满足苛刻的排放标准,必须从全方位的改进,哪怕每一个部件对油耗与排放有0.1%贡献,为了达到目标值都要尽可能的去改良。虽然对比自家的产品第八代Ecotec发动机的动力参数有所下调,但通用已经是走在前面了,相比同级的产品无论是动力还是排放都有优势。

变速箱

大家都习惯讨论发动机的参数如何犀利技术如何先进,但若没有匹配合适的变速箱,这一切都是空谈。而变速箱的技术门槛甚至比发动机更高,本身加工制造的要求就高,标定难度只会更高,再加上专利的垄断,拥有独立正向研发变速箱的能力的主机厂很少,国产品牌没一家能完全做到,甚至连宝马和大众这些全球一线厂商都要与供应商联手研发。通用则是少数一直坚持自己研发变速箱的厂商,为了匹配第八代Ecotec发动机通用还研发了全新一代的变速箱产品。

AT变速箱

在自动变速箱中又属AT的技术难度最高,结构复杂,标定难度高,这也是大部分国产厂商选择DCT的原因。题外话不多说,关键是这次通用带来的横置9AT与纵置10AT,变速箱的技术这里就不做展开了。主要了解几个要点就可以了,一个是速比范围,这个决定了变速箱的效率,从挡位上不难看出通用两款变速箱的传动范围比较广,9AT的速比范围是7.6:1,10AT的速比范围是7.39:1,齿比设定都比较绵密。这又涉及到另一个要点,绵密的齿比可以做到更小的换挡冲击,更顺畅的动力输出,配合细节技术的优化,和通用多年积累的标定功力,做到更快的换挡速度与细腻的换挡品质。

CVT变速箱

CVT的问题主要在于专利垄断,这次通用并没有采用博世的钢带,而是用了与斯巴鲁和之前奥迪的CVT一样的钢链。虽然供应商都是一样的,但具体产品还是由通用是与舍弗勒根据需求专门研发的,标定也主要由通用自己完成,之所以采用钢链而不是钢带,通用主要是从经济性出发去考虑的,虽然钢链的噪音相对会更大一些,完全可以用其他隔音技术去弥补。

我个人对CVT的印象还是比较好的,动力响应与输出平顺表现都很好,最大的问题是承受的扭矩有限,因此通用这次新的CVT主要是匹配1.3T发动机使用的,高配的2.0T动力总成已经体验过了,这套小排量CVT组合更值得期待。

自主研发变速箱还有一个关键的优势,就是发动机与变速箱同步正向研发,这一点也不是每家主机厂都能做到的。大部分主机厂是有了发动机再从供应商处采购变速箱标定匹配,不是发动机要迁就变速箱,就是变速箱要去适应发动机,两者都不能完全发挥。而同步研发可以做到变速箱与发动机的高度匹配,可以理解为是一种高度定制,就如买固定码数的衣服当然不如高端定制的西服合身,这样的动力总成不仅配合默契,发挥最高的效率,还能做到更紧凑的体积。

全文总结

这次通用为我们带来的2.0T、1.3T、1.0T加9AT、10AT、CVT的新一代动力总成阵容,看似没有豪华的多缸发动机和暴力的参数,但全面达标国六b的水平已经足以领跑全行业。

这也是为什么我选车和推荐车时都是那几个老牌车企,因为从研发到标定再到制造,不仅需要数十年的技术积累,造车经验,人才养成,甚至最先进的制造和测试的设备都是由主机厂牵头研发,更不用说多年培养的完善成熟的供应链等等。真正有实力完全掌握的还是只有这几家百年车企,所谓的新兴力量根本不可能在短期内做到这些,更不用说什么弯道超车,无论市场怎么变化,我更愿意选择相信这几家行业龙头始终能带来最可靠的产品。


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