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排量小了 动力反而更强?解析五十铃1.9T柴油发动机

吴斌广州来自 易车
2018-04-040人已关注

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。至今有着八十多年的柴油机开发经验,生产的柴油超过2700万台。早在八、九十年代,卡车已走遍祖国的大江南北,收获一片好评。

如今,针对其民用车型开发了一台全新的1.9T柴油,作为日系里的柴油世家,这台又有着哪些亮点呢?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柴油代号为RZ4E,最早搭载于海外版本的皮卡车型D-MAX上,与经典的4J系列柴油不同,该为全新设计,用于替代过去的4JK1 2.5T柴油。虽然新排量方面有所下降,但是在功率以及扭矩输出方面,相对旧型号只有过之,而无不及。

五十铃D-MAX

RZ4E还于2016年搭载在中期改款后的SUV车型牧游侠上(国内版本车型于2017年年底换装)。中期改款前的搭载4JK1和4JJ1两款柴油,两款的设计相似,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无论是在还是扭矩方面的输出,都要大幅度领先于旧型号4JK1。其中,新最大功率更是达到了120kW,与3.0T的4JJ1接近。

RZ4E动力曲线图

4JJ1动力曲线图

RZ4E的峰值扭矩达到360Nm,在发动机转速1500转到3700转的区间内,扭矩均在300Nm以上。与4JJ1相比,RZ4E除了因为的因素影响以外,两台间的扭力输出差距并不算太大,而且RZ4E还有着更低的,以及更佳的噪音水平。

针对这台表现优秀的,我们特意邀请了江西五十铃有限公司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的亮点。

CAE技术帮助设计开发

据久保先生介绍,有不少4J系列的旧,都已经是九十年代的设计了,当时要设计一款,需要靠人手绘制图纸,并制作各种样机测试做验证。在2000年后,CAE(计算机辅助)技术得到飞速发展,对开发的帮助很大。

RZ4E于2011年开始开发工作,当时的CAE技术已经相当成熟,透过该技术,大大提高了的开发速度,并且在燃烧模拟方面取得了很好的效果,而且,由于RZ4E相对小了,动力却还在上升,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相比,RZ4E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在设计之初,就提出了低摩擦性的要求,因此,这台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,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在2000转的时候,机油泵等位置的总摩擦降低了37%,综合整台的摩擦降低40%。同时,油耗也因此降低了10%。

在提高动力性能方面,RZ4E还采用了BOSCH高压共轨系统,喷油压力能达到2000bar,使燃油的雾化质量更好,让燃烧更为充分。

RZ4E采用VGS(Variable Geometry System)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,从而提高的排放水平。

RZ4E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,缩短的暖机时间,保证的正常工作。

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,有效提高的燃烧效率,以及整车的排放水平。

铝合金曲轴箱

另外,还在RZ4E上做了大量的轻量化设计,例如缸盖曲轴箱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的新款会表现得更为轻快。

噪音水平降低 可靠性更高

在全新的RZ4E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,能有效减少给驾驶舱带来的振动。同时,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,因此的工程师在给标定时,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,在过去的4J系列里,其中一个比较吸引消费者的优势就是其可靠性。作为柴油一直以来的最大核心,全新的RZ4E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(Hydraulic Valve Lash Adjuster)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,即使该以后应用于上,也不会出现任何问题。

其次,由于有着多年的柴油开发经验,因此它们能根据经验,在一些柴油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

虽然目前新款上搭载的RZ4E柴油为国5排放标准,但是由于RZ4E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,这意味着在国内迎接国6升级的激烈竞争中,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标准的柴油就显得很有必要了,但这对于来说,让RZ4E达到国6标准并不是难事。

总结:的这台RZ4E全新柴油,不仅在动力性能上全面碾压过去的旧型号2.5T,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的朋友们来说,搭载了这台的新款不失为一个不错的选择。

吴斌广州
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