魚和熊掌能否兼得？解讀東風1.0T發(fā)動機

2018-08-31 17:22:22

隨著時間的齒輪轉到2018年，曾經(jīng)中國品牌VS合資品牌的市場環(huán)境開始轉變，造車新勢力隨著2020年的逼近，在國內的汽車市場變得愈發(fā)活躍。“三國鼎立”之勢開始顯現(xiàn)，老牌的中國車企開始追求產品的多樣化發(fā)展，比如在新能源方面開發(fā)全新新能源架構，進行混動技術研發(fā)等，傳統(tǒng)動力方面也沒有放棄，小排量三缸的動力系統(tǒng)已經(jīng)悄然成型。
東風汽車在昨天的發(fā)動機技術研討會上也發(fā)布了自己的最新動力系統(tǒng)——1.0L三缸渦輪增壓發(fā)動機。這篇文章我就跟大家介紹介紹這臺新發(fā)動機，順便跟大伙交流一下小排量發(fā)動機現(xiàn)狀，同時也歡迎各位網(wǎng)友聊聊自己的看法。

一、將會在2018款東風風神AX4車型上首次搭載
東風乘用車在自主動力總成開發(fā)領域大約有10年的歷史。在2012年開發(fā)出第一臺1.6L自然吸氣發(fā)動機A16,隨后幾年開始高速增長，2014年開發(fā)了A14T渦輪增壓發(fā)動機，2016年研發(fā)出B20-I自然吸氣發(fā)動機（2.0L），這些技術的積累和團隊建設為今年誕生的這臺C10TD三缸渦輪增壓發(fā)動機打下了堅實的基礎。（東風的動力體系是以A、B、C、D進行劃分，其中A平臺時間較早已經(jīng)完成，以后不再研發(fā)，目前主要擴展B平臺、C平臺，D平臺則屬于技術儲備類預研發(fā)。）

據(jù)了解，這款新發(fā)動機將率先搭載在2018款的東風風神AX4上，隨后東風風神AX3也會搭載。作為一款新增車型，東風風神AX4 1.0T在外觀方面并沒有什么獨特的設計，依然保持了現(xiàn)有車型非常個性的外部造型。

包括結構復雜的前大燈組、帶有鍍鉻邊框的碩大前霧燈、十分個性的后視鏡轉向燈造型，以及車門底部形狀非常獨特的黑色護板等，此外這款測試車還采用了目前僅AX3 1.6L最低配車型配備的16英寸單色輪圈。

此外作為一款自動擋車型，該車的擋把造型也與在售的所有6DCT車型保持一致。根據(jù)現(xiàn)場工作人員的消息，1.0T版本的車型大約會在廣州車展跟消費者見面。
二、東風1.0T三缸發(fā)動機有啥技術特點？
章節(jié)開始，我們先來看看這臺發(fā)動機的技術參數(shù)對比。

東風1.0T發(fā)動機與競品對比
名稱	東風1.0T	通用1.0T	本田1.0T	名爵1.0T	長安1.0T
最大功率（kW）	105	92	92	92	86
最大扭矩(N·m)	215	170	173	170	180
最大馬力（Ps）	142	125	125	125	116

注：東風C10TD分高、低功率版本，東風風神AX4匹配的是95kW/195N·m的低功率版本。
作為東風汽車發(fā)動機家族的最新成員，東風的這臺1.0T發(fā)動機參數(shù)非常不錯，這顯然與這臺發(fā)動機的技術息息相關。
看完以下要點，本章節(jié)算讀完一半：
1、如何保證平順：雙質量飛輪配合曲軸配重平衡進行優(yōu)化；
2、小馬拉大車如何避免：缸內直噴小慣量渦輪增壓器；
3、如何降低油耗：可變排量機油泵集成式設計（排氣）。
平順性及發(fā)動機NVH
作為一臺三缸發(fā)動機，振動是不可避免的話題。由于三缸發(fā)動機結構的天然缺陷，例如點火間隔過長，并且相鄰的氣缸總是相繼點火做功。

『三缸發(fā)動機做功示意圖』

這就對于發(fā)動機運轉的振動以及氣缸的冷卻提出了嚴苛的考驗，如果處理不好，那么3缸發(fā)動機就是一個“粗制濫造的便宜貨”。因此，如果要想讓3缸發(fā)動機得到認可，如何避免或者改善發(fā)動機的性能表現(xiàn)就是當務之急。
東風解決這個問題的秘密就在雙質量飛輪和優(yōu)化曲軸配重平衡以及對發(fā)動機懸置的匹配。（注：無平衡軸）

而在水平方向上的力則通過對發(fā)動機懸置（將懸置支架、附件支架進行位置點優(yōu)化和高鋼度設計，降低振動）的調整共同完成。
其次還有雙質量飛輪。雙質量飛輪可以有效抑制發(fā)動機運轉時的共振現(xiàn)象，同時降低發(fā)動機扭矩波動的傳遞，從而提升駕駛舒適性。

看到這里，肯定會有朋友質疑，這種無平衡軸設計對雙離合變速箱車型的平順性是否會有影響，其實大家大可放心，NVH需要發(fā)動機和整車配合，我在后面的試駕過程中，進行了體驗，對于發(fā)動機運轉時的NVH水平比較滿意（尤其高轉區(qū)間），后面的駕駛部分還會跟大家說明。
動力輸出背后的支持
動力輸出的背后，免不了渦輪增壓技術的支持。這臺發(fā)動機采用了如今主流的渦輪增壓缸內直噴的解決方案，由于渦輪是由發(fā)動機的廢氣驅動，因此不可避免地會存在滯后性。而對于這樣一臺小排量發(fā)動機來說，如果渦輪不能盡快介入，那么它的性能將等同于一臺1.0L自然吸氣發(fā)動機，這對于駕駛員來說無疑不是什么好消息。為此，東風的解決辦法是采用了一顆小慣量渦輪，這樣它啟動起來就不會太困難，從而提升了發(fā)動機的響應速度。

小慣量渦輪最大程度降低了渦輪遲滯效應，提升了發(fā)動機的響應速度。燃燒系統(tǒng)的開發(fā)也是提升輸出的重要因素。這臺發(fā)動機在進排氣道和氣門方面進行了優(yōu)化，提高滾流比，優(yōu)化高流量系數(shù)。

如果把發(fā)動機比作奔跑的人，除了體力，呼吸是影響其奔跑的另一個重要因素。發(fā)動機作為油加氣體反應后做功的機器，對“進排氣”的控制至關重要。這臺1.0L渦輪增壓發(fā)動機采用了目前十分主流的DVVT系統(tǒng)。
是的，DVVT確實已經(jīng)是如今的主流配置，從硬件組成上說也沒什么新意，但對小排量發(fā)動機來說，通過調節(jié)進排氣門開合時機以獲得在不同轉速區(qū)間的最優(yōu)化性能是十分必要的。

如何達到國六b排放？
比歐六更嚴苛的國六b排放標準讓很多車企頭痛，但東風的工程師卻坦言，新的排放法規(guī)對這臺1.0T發(fā)動機完全沒有影響，這主要跟其燃油經(jīng)濟性上的技術有關。
首先是集成式排氣技術。與上文提到的小慣量渦輪、缸內直噴一樣，集成式排氣歧管也是非常主流的結構設計。

除了集成式排氣，變排量機油泵也能提高燃油經(jīng)濟性。

作為目前發(fā)動機小型化的又一支新勢力，東風的C10TD無論從技術還是設計都非常主流，甚至可以說先進。它的出現(xiàn)也從側面表現(xiàn)出東風其實并沒有被“主流”的新能源風向左右，他們依然沒有放棄傳統(tǒng)動力的研究。東風的技術人員坦言，他們認為內燃機不會過時，并且還有很大潛力可挖，比如稀薄燃燒、可變壓縮比等技術，當這些技術完全成熟，內燃機甚至可以媲美混動系統(tǒng)。
三、簡單試駕及發(fā)動機工廠情況
這次活動其實還有一小段駕駛體驗，不過駕駛的時間很短，項目只有百公里加速，距離也很近，我向大家簡單介紹一下。
我把這次簡單的體驗分為兩部分，一是動力、底盤部分，第二個是車內噪音部分。我們先說說實際動力體驗。小排量發(fā)動機有很強推背感是不現(xiàn)實的（此結論僅限于量產車），哪怕是渦輪加持也不會很明顯，這臺1.0T的東風風神AX4同樣如此。因為在1500rpm渦輪開始介入，所以從靜止到節(jié)氣門全開，前20%的行程不會帶來很強的動力輸出，基本跟普通的1.5L自吸發(fā)動機感覺類似。

因為跑道較短，只體驗到了100km/h，可以明顯感覺到80-100km/h動力攀升會稍慢一些，根據(jù)我之前試駕的其他1.0T車型經(jīng)驗來看，100km/h之后會比較疲軟，這也是目前小排量的弊端。

總體而言，你可以完全把這臺東風風神AX4 1.0T版本當成一臺1.5L的自然吸氣車來駕駛，平順的加速體驗和動力表現(xiàn)在城市道路沒有任何問題。

實話說，這臺車噪音的表現(xiàn)比動力更好，說白了就是NVH更出色。如果你細心觀察，我們會發(fā)現(xiàn)小排量發(fā)動機在中高轉速時，“聲音”和“震動”會同時上升，尤其聲音會變得尖銳。

最后，簡單跟大家介紹一下發(fā)動機工廠的情況。
目前1.0T發(fā)動機在東風的技術中心園區(qū)進行生產，整個生產車間具有比較高的自動化率。其中裝備了大量機械手和AGV自動小車，在提高生產效率的同時也能進行更精準的生產管控。

加工后的缸體會被送去清洗，這個工廠采用了全封閉高壓清洗機，機械手會對部件進行全方位清洗，并由切削液系統(tǒng)進行集中處理，減少二次污染。組裝完畢后，發(fā)動機整機首先會進行全自動氣密性測試，確保發(fā)動機的機油腔及冷卻液腔無泄漏。再進行冷車測試，發(fā)動機在冷試工位上被被電動機帶動運轉，測試其運轉狀況是否正常，各部件間配合正常與否。通常檢測通過之后還需要進行點火啟動測試，這就是所謂的“熱試”，不過在這里用冷試進行了替代，更為節(jié)能環(huán)保。
全文總結：小排量三缸發(fā)動機是車企達到節(jié)油排放要求最直接有效的解決方案之一，而它也是一眾傳統(tǒng)車企由傳統(tǒng)燃油車向混合動力車型過渡的主要力量。從技術層面看，小排量三缸發(fā)動機雖然存在一些噪音、振動方面的先天劣勢，但隨著更先進的技術（雙質量飛輪、橡膠減振齒輪、平衡軸等）引進，影響駕駛體驗的短板正在縮短；從政策層面看，小排量有助于拉低企業(yè)平均油耗，雙積分政策雖然不是推動車企發(fā)展小排量的唯一原因，但也存在著不可忽視的影響。（圖/文汽車之家冷曉陽）a

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