支持OTA、电气化升级,上汽通用全新一代1.5T发动机技术解析

文章来源: 汽车动力总成 发布时间:2021-08-10
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支持OTA、电气化升级,上汽通用全新一代1.5T发动机技术解析。
在之前的文章中,我们有写过通用1.5T发动机,如今,这款发动机也迎来了其换代产品,在排量维持不变的情况下,其发动机输出功率、扭矩进一步提升,排放进一步降低,同时还支持OTA在线升级优化,目前这款发动机隶属于通用Ecotec系列的第八代产品,由泛亚技术中心主导开发,具备高、低功率两种版本。

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1ECU发动机控制器

 

发动机控制器(ECU)具有连续监控并控制发动机正常运转的功能,发动机控制器根据各路传感器的输入数据测试和计算所需的空气与燃料混合比及发动机点火提前角度,发动机控制器直接控制发动机在各工况下燃料供给量、燃料喷射正时、 点火闭合角、发动机怠速运转以及车辆其他附件系统状态。

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目前在一些中高级轿车上,不但在发动机上应用ECU,在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防锁死刹车系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高,ECU将会日益增多,线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本,汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术,将整车的ECU形成一个网络系统,也就是CAN数据总线。
 
内燃机领域里能支持OTA功能的可不多,想要实现这一目的,不仅对ECU在存储、处理方面有着更高要求,还需要其支持联网功能,网络安全方面也是重中之重。目前,全新ECU在安全性方面可以达到ASIL-D级别,内部储存器也获得了一定提升。
 
上汽通用全新一代1.5T发动机搭载的ECU频率提升到300MHz,支持联网功能,可以支持发动机附件更多的电气化支持,同时支持OTA

 

2、电子水泵

 

新一代1.5T发动机将机械式水泵升级成电子水泵,汽车电子水泵顾名思义就是用在汽车上的带有电子控制驱动单元的水泵。主要由过流单元,电机单元和电子控制单元三部分组成。因带有电子控制单元所以可以随意调整水泵的工作状态,比如:控制水泵启动/停止、流量控制、压力控制、防干运转保护、自维护等功能,可以通过外部信号控制水泵的工作状态。

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电子水泵由发动机控制单元通过电流控制水泵转速,它不受当时发动机转速的影响,可以通过根据发动机控制单元获取车辆负荷、车速、水温等信息,通过逻辑计算得到发动机的实际冷却需要。由于电子水泵消耗的发动机功率非常少,因此采用电子水泵后,发动机的燃料消耗量可以有所降低。

 

3、冷却流量控制阀

 

发动机热管理技术就是整车根据运行工况,通过ECU 控制电子节温器及电控水泵调节发动机的冷却液的流量达到调节发动机水温的目的,使发动机在不同工况下均工作在最佳的温度范围,达到降低燃油经济性和改善尾气排放的目的。

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ATM全新热管理系统,核心具备7通路+双执行电机的冷却流量控制阀,可以智能、精确控制冷却系统各环路的流量,进而满足对系统热量的精确管理,实现快速暖机,机油加热,停机冷却的功能。
 
AMT主动热管理系统主要由电子水泵和冷却液流量控制球阀组成。它不但可以实现对发动机各部分热量的精确管理,还有通过变速箱热交换器来管理变速箱的温度,从而改善变速箱在冷启动/高负载时的性能表现。

 

4、缸体总成

 

发动机缸体采用铝合金低压精密砂型铸造工艺,缸套与缸体配合设计优化,提高热传导率

 

5、活塞与连杆


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活塞与连杆采用轻量化设计,减小往复运动件惯量,优化发动机的输出特性,同时优化NVH特性,活塞侧壁采用DLC涂层,连杆采用锻钢。DLC涂层作为一种较为常见的PVD涂层,其具有高硬度和高弹性模量、低摩擦因数、耐磨损以及良好的真空摩擦学特性,很适合于作为耐磨涂层,涂覆在汽车零件表面,承受频繁持续的高强度摩擦磨损,能够胜任发动机的内部温度和工作环境,起到提高零件使用性能、延长使用寿命的作用。

 

6、缸盖总成

 

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采用气流引导式直喷(侧置喷油嘴)+顶置火花塞布局方案,单缸四气门,而排气歧管则与缸盖进行了集成设计,由于这项技术将排气歧管集成于气缸盖内,排气歧管内的热废气能够更好的与缸盖水套进行热交换,这样同时采用发动机冷却水来冷却,那么相当于冷却系统多了一个热源,这样就能更快地实现暖机,减少冷启动造成内部构件的摩擦,使发动机更快地进入高效的工作状态,从而达到降低排放,节省油耗的目的。

 

7、小惯量涡轮增压器与水冷式中冷器

 

采用小惯量/低惯量涡轮(在低速情况下,涡轮增压发动机都存在一定的迟滞现象,需要达到较高转速后才开始工作,小惯量涡轮增压器使用直径更小的叶轮,所需废气量更少,涡轮起正压所需要的发动机转速一般在1100-1500转就可以达到,能有效减缓涡轮迟滞现象,提高响应速度)。

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那么在高速情况下,小惯量涡轮的极限增压值相对较小,这时就需要依靠电控废气旁通阀实现压力控制,将发动机排出的废气全部用于推动涡轮运转,将增压压力提高。当增压压力超出设定值时,电控废气旁通阀门打开,引导部分废气不经过涡轮,从排气管排出,这样就能够有效的降低涡轮转速,降低增压压力,避免发动机由于“过增压”导致的飞车现象(飞车是指:发动机供油系故障,发动机以超过最高转速运转,无法降速)。

 

8VVT总成


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  VVL全称variable valve lift,可变气门升程。传统的汽油发动机的气门升程是固定不可变的。也就是凸轮轴的凸轮型线只有一种。这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应。传统汽油机发动机的气门升程——凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择。其结果是发动机既得不到最佳的高速效率,也得不到最佳的低速扭矩。但得到了全工况下最平衡的性能。VVL的采用,使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程。从而改善发动机高速功率和低速扭矩。

 

9、无级可变流量机油泵

 

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。

 

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注:文章中引用数据和图片来源网络



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