奇瑞F4J20型2.0T涡轮增压发动机技术解析

文章来源:汽车动力总成 发布时间:2021-03-04
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这台2.0T直列四缸涡轮增压发动机采用了缸内直喷技术,配备了双平衡轴系统,最大功率254马力,峰值扭矩390牛米。今天我们就一起来了解其中搭载了哪些技术。
奇瑞汽车是国内第一家通过自主创新掌握发动机技术的汽车企业,并在2005年推出了第一个拥有自主知识产权的发动机系列品牌——ACTECO,先后有包含“1.6TGDI超强中国芯”在内的6款发动机荣获“中国十佳发动机”称号。此前奇瑞2.0T发动机多次传出量产消息,但是一直都没有发布,即将推出的星途VX车型,将首次搭载代号为F4J20的2.0T直列四缸涡轮增压发动机,这就意味着奇瑞2.0T发动机正式实现量产。

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这台2.0T直列四缸涡轮增压发动机采用了缸内直喷技术,配备了双平衡轴系统,最大功率254马力,峰值扭矩390牛米。今天我们就一起来了解其中搭载了哪些技术。

 

NO.1

米勒循环燃烧系统

 

采用米勒循环、350Bar高压直喷系统等先进技术,在确保可靠性前提下,显著提升燃效,发动机整机热效率达到38%。米勒循环发动机与奥托循环发动机非常类似。米勒循环通过改变进气门关闭角度控制发动机负荷,从而减少了部分负荷下发动机的泵气损失。解决了采用节气门负荷控制的奥拓循环时,发动机泵气损失大、经济性差等一系列问题。发动机的膨胀比大于压缩比,在膨胀行程中可最大限度的将热能转化为机械能,达到改善发动机热效率,降低燃油消耗的目的。米勒循环发动机与奥托循环发动机一样,使用活塞、气门、火花塞等部件。

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奥拓循环的压缩比等于膨胀比,意味着增大膨胀比的同时压缩比也同样增大,从而引起发动机爆震倾向增大。米勒循环是低温循环能够有效降低发动机爆震倾向有效提高发动机热效率。米勒循环的特点是发动机的有效压缩比小于膨胀比。米勒循环实际上是改变了进气门关闭时刻,从而改变了发动机的实际压缩比。发动机压缩比和膨胀比分离,增大了膨胀功,并有效抑制发动机爆震。米勒循环不仅能够抑制发动机爆震还能降低NOx排放。米勒循环的优势还体现在:部分负荷时通过推迟进气门关闭角度实现负荷控制,取代了节气门。减小了发动机的泵气损失,实现提高几何压缩比以达到改善天然气发动机经济性的目的。因此米勒循环具有减少部分负荷泵气损失,增加膨胀功,提高发动机热效率,降低缸内燃烧温度,减小热荷,降低 NOx排放等优势。

NO.2

350bar燃油直喷系统

 
350bar缸内高压直喷:350bar高压喷射系统由博世提供,超高的燃油喷射压力可以大幅度降低颗粒物的排放(对降低PN颗粒物效果显著),喷射平均粒径(SMD)减少17%,改善混合气均匀性,降低炭烟排放,使得燃料的燃烧也会更加的充分,提高 发动机的效率。虽然350bar高压喷射系统也有着不可避免的缺点,例如喷射噪音更大、对发动机的负载更大。

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NO.3

缸盖集成排气歧管

排气歧管被集成在缸盖内之后,在冷车时排气歧管的高温可以快速地加热冷却液,减少暖机时间,提高燃油经济性。而在发动机高负荷时,冷却液也可以对车辆的排气起到降温的作用。

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NO.4

可变排量机油泵

 

可变排量机油泵:可变机油泵:可变排量机油泵能够根据发动机润滑和冷却需求调整泵油量,主动控制使机油流和压力满足发动机需求,从而消除过量机油流并降低发动机曲轴上的负载,以便节省燃油。与传统的定量机油泵相比,可变排量机油泵能够在NEDC循环下实现1-2%的节油效果。

NO.5

双平衡轴系统

 
采用的平衡轴方式有两种:双平衡轴和单平衡轴。两种方式在工作原理上是相同的,但具体结构有不同。
双平衡轴方式:双平衡轴采用链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴与发动机的转速相同,可以消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍,可以消除发动机的二阶振动,可达到理想减振效果。另一种双平衡轴布置方式,就是两个平衡轴与气缸中心线成角度对称布置,旋转方向相反,转速与曲轴转速相同,用以平衡发动机的一阶往复惯性力。
单平衡轴方式:单平衡轴采用单一的平衡轴,利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固定的平衡轴驱动齿轮——>平衡轴从动齿轮——>平衡轴。单平衡可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动,可以使发动机的振动得到明显改善。由于单平衡轴方式结构简单,占用的空间小,在单缸和小排量的发动机中应用较广。

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