模块化是亮点 解析沃尔沃Drive-E动力总成
2014年03月07日 00:16
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● 模块化发动机有何技术特点?
传统燃油发动机要达到高效动力、节油减排的要求,无非要在这几方面精耕细作,如高效的增压系统、更高的燃油效率、高效的热管理系统、更低的内摩擦损耗、轻量化设计构件、有效的尾气处理。
1)极高的部件共用性
VEA发动机序列中(包括柴油版和汽油版),都是拥有相同的缸径和行程的。发动机的部分附件是完成可以互换的,如曲轴、下缸体、油底壳、机油本、发电机等等,而缸体、平衡模块也接近通用。当然考虑到发动机的性能差别,发动机本体的结构强度设计是有所差别的。
主要包含两个性能级别,即高功率与中功率级别的发动机和较低性能级别发动机。前者的缸体强度设计是按照柴油发动机峰值燃烧压力设计,而后者允许峰值压力值降低为140bar(接近汽油机的水平)。
2)构件轻量化设计
发动机采用高压铸铝缸体,内嵌铸铁气缸套。汽柴油发动机缸体不同的是,柴油发动机的缸体高度更高,缸套强度更强。缸套外层喷涂一层共晶铝合金来加强铝基体的基础,有效提升缸套的圆度从而使得活塞环张力减小。此外,轴承加固件也采用铝合金进行喷涂。
此外,还通过一系列措施对发动机本体进行减重,如为了降低轴颈的尺寸,曲轴采用锻钢来制造;通过采用衬套可以降低活塞销的直径;采用更长更轻的连杆等,最终可以降低20%的运动惯量。
3)降低内摩擦损耗
要提高发动机的效率,降低发动机各个运动部件之间的内摩擦也是重要的一环,VEA发动机也进行了一些列的措施进行优化,如通过降低活塞环切张力、活塞环PVD镀层、珩磨气缸套、活塞销表层DLC(类金刚石涂层)等等。此外,气门挺柱使用了DLC进行涂层处理,与铸铁制造的凸轮轴,可以有效降低滑动摩擦。
4)可变流量机油泵
可变流量机油泵,也是目前较为主流的发动机技术,简单来说就是,可以根据发动机高低负荷的工作状况,实时调节机油泵的流量输出,降低损耗。VEA系列发动机的机油泵主要通过电磁阀来控制机油泵的流量输出,传感器通过采集发动机转速、负荷、机油温度等数据进行实时调节。
5)发动机热力管理系统
由于汽/柴油发动机工作方式的不同,对于散热要求的不同,会使得它们的热管理系统也是有所差异的。汽油发动机装备了一个400W的电子水泵,可以精准智能控制冷却水流向,以实现发动机的快速热机和降低冷摩擦损耗。
柴油发动机采用的则是传统的机械式水泵(即由皮带驱动),可以通过水套中的液压控制阀进行流量的控制。如发动机启动时,控制阀关闭,水泵驱动的流量就降低,可以实现发动机快速暖机。
另外,柴油发动机也装备了一个15W的电子水泵作为辅助,主要有两方面的作用:一来可以从气缸盖取水为车厢加热(提供暖风),二来,可以将冷却液引至EGR冷却再循环尾气,以降低NOX污染物的排放。
传统燃油发动机要达到高效动力、节油减排的要求,无非要在这几方面精耕细作,如高效的增压系统、更高的燃油效率、高效的热管理系统、更低的内摩擦损耗、轻量化设计构件、有效的尾气处理。
1)极高的部件共用性
VEA发动机序列中(包括柴油版和汽油版),都是拥有相同的缸径和行程的。发动机的部分附件是完成可以互换的,如曲轴、下缸体、油底壳、机油本、发电机等等,而缸体、平衡模块也接近通用。当然考虑到发动机的性能差别,发动机本体的结构强度设计是有所差别的。

主要包含两个性能级别,即高功率与中功率级别的发动机和较低性能级别发动机。前者的缸体强度设计是按照柴油发动机峰值燃烧压力设计,而后者允许峰值压力值降低为140bar(接近汽油机的水平)。
2)构件轻量化设计
发动机采用高压铸铝缸体,内嵌铸铁气缸套。汽柴油发动机缸体不同的是,柴油发动机的缸体高度更高,缸套强度更强。缸套外层喷涂一层共晶铝合金来加强铝基体的基础,有效提升缸套的圆度从而使得活塞环张力减小。此外,轴承加固件也采用铝合金进行喷涂。

此外,还通过一系列措施对发动机本体进行减重,如为了降低轴颈的尺寸,曲轴采用锻钢来制造;通过采用衬套可以降低活塞销的直径;采用更长更轻的连杆等,最终可以降低20%的运动惯量。
3)降低内摩擦损耗

要提高发动机的效率,降低发动机各个运动部件之间的内摩擦也是重要的一环,VEA发动机也进行了一些列的措施进行优化,如通过降低活塞环切张力、活塞环PVD镀层、珩磨气缸套、活塞销表层DLC(类金刚石涂层)等等。此外,气门挺柱使用了DLC进行涂层处理,与铸铁制造的凸轮轴,可以有效降低滑动摩擦。
4)可变流量机油泵
可变流量机油泵,也是目前较为主流的发动机技术,简单来说就是,可以根据发动机高低负荷的工作状况,实时调节机油泵的流量输出,降低损耗。VEA系列发动机的机油泵主要通过电磁阀来控制机油泵的流量输出,传感器通过采集发动机转速、负荷、机油温度等数据进行实时调节。
5)发动机热力管理系统
由于汽/柴油发动机工作方式的不同,对于散热要求的不同,会使得它们的热管理系统也是有所差异的。汽油发动机装备了一个400W的电子水泵,可以精准智能控制冷却水流向,以实现发动机的快速热机和降低冷摩擦损耗。

柴油发动机采用的则是传统的机械式水泵(即由皮带驱动),可以通过水套中的液压控制阀进行流量的控制。如发动机启动时,控制阀关闭,水泵驱动的流量就降低,可以实现发动机快速暖机。
另外,柴油发动机也装备了一个15W的电子水泵作为辅助,主要有两方面的作用:一来可以从气缸盖取水为车厢加热(提供暖风),二来,可以将冷却液引至EGR冷却再循环尾气,以降低NOX污染物的排放。
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