魚和熊掌能否兼得？解讀東風(fēng)1.0T發(fā)動機(jī)
隨著時間的齒輪轉(zhuǎn)到2018年，曾經(jīng)中國品牌VS合資品牌的市場環(huán)境開始轉(zhuǎn)變，造車新勢力隨著2020年的逼近，在國內(nèi)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(chǎn)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(gòu)，進(jìn)行混動技術(shù)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(fēng)汽車在昨天的發(fā)動機(jī)技術(shù)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(jī)。這篇文章我就跟大家介紹介紹這臺新發(fā)動機(jī)，順便跟大伙交流一下小排量發(fā)動機(jī)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(fēng)風(fēng)神AX4車型上首次搭載
東風(fēng)乘用車在自主動力總成開發(fā)領(lǐng)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(jī)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(jī)，2016年研發(fā)出B20-I自然吸氣發(fā)動機(jī)（2.0L），這些技術(shù)的積累和團(tuán)隊(duì)建設(shè)為今年誕生的這臺C10TD三缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（東風(fēng)的動力體系是以A、B、C、D進(jìn)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(kuò)展B平臺、C平臺，D平臺則屬于技術(shù)儲備類預(yù)研發(fā)。）
據(jù)了解，這款新發(fā)動機(jī)將率先搭載在2018款的東風(fēng)風(fēng)神AX4上，隨后東風(fēng)風(fēng)神AX3也會搭載。作為一款新增車型，東風(fēng)風(fēng)神AX4 1.0T在外觀方面并沒有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)，依然保持了現(xiàn)有車型非常個性的外部造型。
包括結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhuǎn)向燈造型，以及車門底部形狀非常獨(dú)特的黑色護(hù)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(fèi)者見面。
二、東風(fēng)1.0T三缸發(fā)動機(jī)有啥技術(shù)特點(diǎn)？
章節(jié)開始，我們先來看看這臺發(fā)動機(jī)的技術(shù)參數(shù)對比。
| 東風(fēng)1.0T發(fā)動機(jī)與競品對比 |
| 名稱 |
東風(fēng)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(fēng)C10TD分高、低功率版本，東風(fēng)風(fēng)神AX4匹配的是95kW/195N·m的低功率版本。
作為東風(fēng)汽車發(fā)動機(jī)家族的最新成員，東風(fēng)的這臺1.0T發(fā)動機(jī)參數(shù)非常不錯，這顯然與這臺發(fā)動機(jī)的技術(shù)息息相關(guān)。
看完以下要點(diǎn)，本章節(jié)算讀完一半：
1、如何保證平順：雙質(zhì)量飛輪配合曲軸配重平衡進(jìn)行優(yōu)化；
2、小馬拉大車如何避免：缸內(nèi)直噴 小慣量渦輪增壓器；
3、如何降低油耗：可變排量機(jī)油泵 集成式設(shè)計(jì)（排氣）。
平順性及發(fā)動機(jī)NVH
作為一臺三缸發(fā)動機(jī)，振動是不可避免的話題。由于三缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)的天然缺陷，例如點(diǎn)火間隔過長，并且相鄰的氣缸總是相繼點(diǎn)火做功。
『三缸發(fā)動機(jī)做功示意圖』
這就對于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的振動以及氣缸的冷卻提出了嚴(yán)苛的考驗(yàn)，如果處理不好，那么3缸發(fā)動機(jī)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(jī)得到認(rèn)可，如何避免或者改善發(fā)動機(jī)的性能表現(xiàn)就是當(dāng)務(wù)之急。
東風(fēng)解決這個問題的秘密就在雙質(zhì)量飛輪和優(yōu)化曲軸配重平衡以及對發(fā)動機(jī)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(jī)懸置（將懸置支架、附件支架進(jìn)行位置點(diǎn)優(yōu)化和高鋼度設(shè)計(jì)，降低振動）的調(diào)整共同完成。
其次還有雙質(zhì)量飛輪。雙質(zhì)量飛輪可以有效抑制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的共振現(xiàn)象，同時降低發(fā)動機(jī)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(zhì)疑，這種無平衡軸設(shè)計(jì)對雙離合變速箱車型的平順性是否會有影響，其實(shí)大家大可放心，NVH需要發(fā)動機(jī)和整車配合，我在后面的試駕過程中，進(jìn)行了體驗(yàn)，對于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的NVH水平比較滿意（尤其高轉(zhuǎn)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(shù)的支持。這臺發(fā)動機(jī)采用了如今主流的渦輪增壓 缸內(nèi)直噴的解決方案，由于渦輪是由發(fā)動機(jī)的廢氣驅(qū)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(jī)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(jī)，這對于駕駛員來說無疑不是什么好消息。為此，東風(fēng)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(jī)的響應(yīng)速度。
小慣量渦輪最大程度降低了渦輪遲滯效應(yīng)，提升了發(fā)動機(jī)的響應(yīng)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(jī)在進(jìn)排氣道和氣門方面進(jìn)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(jī)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(jī)作為油加氣體反應(yīng)后做功的機(jī)器，對“進(jìn)排氣”的控制至關(guān)重要。這臺1.0L渦輪增壓發(fā)動機(jī)采用了目前十分主流的DVVT系統(tǒng)。
是的，DVVT確實(shí)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(jī)來說，通過調(diào)節(jié)進(jìn)排氣門開合時機(jī)以獲得在不同轉(zhuǎn)速區(qū)間的最優(yōu)化性能是十分必要的。
如何達(dá)到國六b排放？
比歐六更嚴(yán)苛的國六b排放標(biāo)準(zhǔn)讓很多車企頭痛，但東風(fēng)的工程師卻坦言，新的排放法規(guī)對這臺1.0T發(fā)動機(jī)完全沒有影響，這主要跟其燃油經(jīng)濟(jì)性上的技術(shù)有關(guān)。
首先是集成式排氣技術(shù)。與上文提到的小慣量渦輪、缸內(nèi)直噴一樣，集成式排氣歧管也是非常主流的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
除了集成式排氣，變排量機(jī)油泵也能提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
作為目前發(fā)動機(jī)小型化的又一支新勢力，東風(fēng)的C10TD無論從技術(shù)還是設(shè)計(jì)都非常主流，甚至可以說先進(jìn)。它的出現(xiàn)也從側(cè)面表現(xiàn)出東風(fēng)其實(shí)并沒有被“主流”的新能源風(fēng)向左右，他們依然沒有放棄傳統(tǒng)動力的研究。東風(fēng)的技術(shù)人員坦言，他們認(rèn)為內(nèi)燃機(jī)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(shù)，當(dāng)這些技術(shù)完全成熟，內(nèi)燃機(jī)甚至可以媲美混動系統(tǒng)。
三、簡單試駕及發(fā)動機(jī)工廠情況
這次活動其實(shí)還有一小段駕駛體驗(yàn)，不過駕駛的時間很短，項(xiàng)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(yàn)分為兩部分，一是動力、底盤部分，第二個是車內(nèi)噪音部分。我們先說說實(shí)際動力體驗(yàn)。小排量發(fā)動機(jī)有很強(qiáng)推背感是不現(xiàn)實(shí)的（此結(jié)論僅限于量產(chǎn)車），哪怕是渦輪加持也不會很明顯，這臺1.0T的東風(fēng)風(fēng)神AX4同樣如此。因?yàn)樵?500rpm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(qiáng)的動力輸出，基本跟普通的1.5L自吸發(fā)動機(jī)感覺類似。
因?yàn)榕艿垒^短，只體驗(yàn)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(yàn)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(fēng)風(fēng)神AX4 1.0T版本當(dāng)成一臺1.5L的自然吸氣車來駕駛，平順的加速體驗(yàn)和動力表現(xiàn)在城市道路沒有任何問題。
實(shí)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(xì)心觀察，我們會發(fā)現(xiàn)小排量發(fā)動機(jī)在中高轉(zhuǎn)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(jī)工廠的情況。
目前1.0T發(fā)動機(jī)在東風(fēng)的技術(shù)中心園區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)，整個生產(chǎn)車間具有比較高的自動化率。其中裝備了大量機(jī)械手和AGV自動小車，在提高生產(chǎn)效率的同時也能進(jìn)行更精準(zhǔn)的生產(chǎn)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(jī)，機(jī)械手會對部件進(jìn)行全方位清洗，并由切削液系統(tǒng)進(jìn)行集中處理，減少二次污染。組裝完畢后，發(fā)動機(jī)整機(jī)首先會進(jìn)行全自動氣密性測試，確保發(fā)動機(jī)的機(jī)油腔及冷卻液腔無泄漏。再進(jìn)行冷車測試，發(fā)動機(jī)在冷試工位上被被電動機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，測試其運(yùn)轉(zhuǎn)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(jìn)行點(diǎn)火啟動測試，這就是所謂的“熱試”，不過在這里用冷試進(jìn)行了替代，更為節(jié)能環(huán)保。
全文總結(jié)：小排量三缸發(fā)動機(jī)是車企達(dá)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(shù)層面看，小排量三缸發(fā)動機(jī)雖然存在一些噪音、振動方面的先天劣勢，但隨著更先進(jìn)的技術(shù)（雙質(zhì)量飛輪、橡膠減振齒輪、平衡軸等）引進(jìn)，影響駕駛體驗(yàn)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
