[汽车之家新鲜技术解读] 在混动界,“两田”的THS和i-MMD一直该领域的两座大山,而随着《节能与新能源汽车技术路线》的发布以及政策的利好,自主品牌混动也仿佛在一夜之间就开了花,甚至还能全面布局混动市场。长城柠檬混动DHT作为自主品牌混动的代表之一,更是将单挡直驱升级为两挡,从而逐步提升了发动机的工作区间,那么本期内容我们就来解读一下长城柠檬混动DHT。
当下的主流混动技术按结构大致上可以分为三大类,第一类是像理想ONE一样的增程式混动;第二类是如大众探岳GTE的并联式混动;而最后一类则是以长城柠檬DHT、比亚迪DM-i为代表的混联式混动。
整套混动系统采用高度集成化设计,包括1.5L/1.5T两款混动专用发动机、双电机及其控制器、定轴式变速箱以及集成式DC/DC变换器,能轻松实现EV、串联、并联、能量回收等多种工作模式。
1.5L自然吸气发动机采用阿特金森循环,压缩比达到了13:1,上限功率75kW,峰值扭矩135N·m,主要使用在在玛奇朵DHT-PHEV)等紧凑型车型中;而1.5T涡轮增压发动机采用米勒循环,并配备了长城自主研发的VGT可变截面涡轮,主要使用在在摩卡DHT-PHEV等中型车或更高级别的车型中。
我们知道压缩比是活塞下止点容积与活塞上止点容积的比值,为实现膨胀比大于压缩比,长城在1.5L自然吸气发动机上动了一点小心思。
其实阿特金森循环发动机在高速和低速时的工作效率较低,扭矩也不高,而电机恰好在低速或高速时效率高,能够与阿特金森循环发动机的优缺点形成互补,因此阿特金森循环发动机目前多用于混合动力车型。
受其影响,下一阶段的压缩行程也是从进气门关闭时活塞所处的位置(略高于下止点)到上止点,但由于做功行程是从上止点到下止点的完整过程,并且燃烧转换均为有效功,也就实现了膨胀比大于压缩比。
其实在压缩行程也是需要耗费发动机能量的,短一些的压缩行程能够减少发动机在这一阶段的能量损失,同时当活塞达到上止点时,可燃混合气温度也更低,能够有效抑制爆震的发生,而且更长的做功行程还能让可燃混合气燃烧的更加充分。
这套350Bar高压喷油系统目前如宝马M、大众全新1.5T、雪佛兰也都在使用,自主品牌除长城外,如比亚迪、吉利、奇瑞以及长安等品牌也均有配备。
快速暖机带来的优势其实是显而易见的,当冷却液处在合适的温度下,燃烧状态往往是最好的,此时不仅动力性更好,油耗和排放还会比较低;而温度高则易产生爆震,温度低会影响汽油的雾化效果和燃烧效率。
此外为降低各气缸之间的排气干涉,一般车辆都会将排气歧管尽量设计成等长或足够长,但由于缸盖空间较小,集成式排气歧管无法做成等长造型,因此无论如何优化排气结构,排气气流汇流时的相互干扰都是没办法避免的,只能在排气效率和快速暖机之间尽量去做平衡。
涡轮增压发动机最重要的部件是什么?涡轮当属其中之一,但为了您能更好地理解长城自主研发的VGT涡轮技术,首先我们先要简单了解涡轮增压的原理。
由于涡轮本身具备一定质量,必须要有足够的废气来推动涡轮叶片,因此动力输出不可避免会出现迟滞,除电动涡轮外,各家厂商只可以通过一直在优化来尽可能减少涡轮迟滞。
当发动机处于高转速区间时,会有大量的废气涌入涡轮中,会使涡轮在旋转过程中产生极强的排气背压,限制发动机在高转速工况下的增压效率,同时也限制了发动机的功率输出上限。
当发动机处于高转速区间时,就会出现废气流量大、排气背压小的问题,涡轮也能得到动力从而更好地工作,发动机出力也会更加得心应手。
综合以上也能够理解为涡轮越小,响应性越好,但在高转速区间的增压效果不理想;涡轮越大,响应性越差,迟滞也就越明显。
其实VGT技术在柴油发动机上早就已得到了广泛应用,由于柴油发动机的排气温度要远低于汽油机,从VGT的选材和布置来说,都要更加容易。
VGT涡轮的材质一般都会采用耐高温的航空材料,通过在废气涡轮端增设角度可变的叶片,以此来实现不同转速下不同的废气流速和涡轮叶片的推进效果,保证涡轮在各种工况下的响应性和增压效果。
当发动机低转速排气压力较低的时候,导流叶片打开的角度较小,此时导入涡轮处的空气流速就更快,从而能够更容易推动涡轮转动,有效减轻涡轮迟滞的现象。
与当下增压车型广泛使用的小惯量涡轮以及双涡管设计类似,VGT实际上也是优化涡轮迟滞的其中一种解决方式,也有的厂商将其称为VNT,曾大范围的使用在沃尔沃、奥迪以及保时捷等品牌。