小排量撬动“大时代” 上汽通用前瞻科技破解三缸机普及难题
秋实
随着我国第四阶段油耗法规标准的实施，到2020年，乘用车平均油耗将要降至5.0L/100kM、2025年达到4.0L/100km。对于各大车企来说，推出满足国六标准的新车已经“迫在眉睫”。同时，在节能减排的大趋势下，以三缸机技术为代表的小排量发动机有着巨大的潜力空间。
“新能源是趋势、代表着未来，但是在市场化关键技术取得突破之前，商业化需要逐步推动、内燃机在相当长的一个时期内、还扮演着一个不可替代的角色，同时内燃机本身也在不断进步，潜力巨大。”在日前举办的首届小排量发动机发展高峰论坛上，资深发动机技术专家、中国内燃机工业协会专家委员会委员贺燕铭表示。
上汽通用汽车泛亚汽车技术中心发动机燃烧及架构技术总监王立新也表示：“技术的进步，使发动机小型化成为可能。针对用户需求和市场变化，上汽通用已展开了积极的探索。”
据了解，上汽通用作为目前国内对于三缸技术布局最坚决的主流合资品牌之一，其别克品牌已经在去年10月上市的新英朗、阅朗以及GL6上，全面搭载通用汽车基于全新架构开发的全新一代1.0T/1.3T Ecotec双喷射涡轮增压发动机。
坚持传统动力及新能源技术“两条腿走路”
“坚持改进和完善传统动力，以及开发新能源技术‘两条腿走路’的方针，不仅是技术发展的必然，也是全行业的共识。在未来相当长的一段时间内，发动机依然是市场主体。因此对发动机的持续研发升级，意义重大，影响深远。”王立新坦陈。
事实上，上汽通用对小排量发动机的研发也一直走在行业前列。“去年推向市场的全新一代1.0T和1.3T Ecotec双喷射涡轮增压发动机，就是公司规划的最新落地成果。”王立新表示，得益于全新架构开发，这两款全新发动机采用了许多领先科技和创新技术。
据上汽通用方面介绍，全新一代1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机的设计开发，并非简单的“4-1”，而是大量采用领先动力科技，以达到发动机动力性和燃油经济性的最佳平衡。如全新设计的高效燃烧室、高滚流进气道，以及行业领先的电动放气阀技术、超低惯量涡轮增压器和中置大角度全程可变正时技术等，不仅强化发动机性能表现，达成“小排量大功率”的设计目标，而且在全方位超低摩擦设计与先进的智能热管理的助力下，燃油消耗率指标也实现了同级领先。
而且，三缸机相比四缸机还有很多优势，如体积小、重量轻、结构紧凑，没有四缸机固有的排气干扰，所以涡轮迟滞更小，还有更好的低转扭矩。特别是三缸机在设计结构上具备摩擦功优势，以上汽通用的新一代Ecotec双喷射系列发动机为例，在摩擦功损失方面，三缸机比四缸机降低10%～15%。
具体来看，1.3T发动机可输出最大额定功率120kW，最大扭矩230Nm，在1600～5200rpm 宽泛区间能够持续输出90%以上的峰值扭矩。与上一代的1.4T发动机相比，全新1.3T发动机动力提升15%，油耗下降5%。
1.0T发动机的最大功率92kW，最大扭矩170Nm，在1500～5200rpm 区间可持续输出90%以上的峰值扭矩，而上一代1.5L自然吸气发动机需要在4000rpm才能达到141Nm的最大扭矩。与之相比，全新1.0T发动机燃油经济性提升10%。
全新一代1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机不仅突破了制约三缸机发展的振动、噪音等瓶颈，突出展现了高性能、高可靠、高科技以及低油耗、低排放、低重量的鲜明优势，并且进一步降低了消费者的购买投入与使用成本，给用户带来新的用车体验。
全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树认为，无论是合资品牌还是自主品牌，日后对小排量三缸机的布局是必然的。
另据王立新介绍，上汽通用“十三五”期间要投资265亿元，全新推出和大范围普及应用包括新一代小排量发动机在内的先进动力总成，并通过同步全球全新科技、深度集成、高效匹配，进一步改善整车油耗、降低排放，并实现性能提升。
NVH性能突破解决三缸机普及难题
众所周知，进一步提升动力产品的功能性和稳定性、挖掘涡轮增压、小排量三缸发动机的发展潜力，更好地满足排放及燃油消耗限制，成为目前车企动力改革中的焦点问题。
“三缸机与四缸机在NVH上的差异，主要体现在一阶往复惯性力矩和扭矩转速波动上。”王立新认为，过去对三缸机的主要担忧在于NVH的控制。同时，客户对于动力系统的性能和响应的表现更加敏感，尤其是NVH表现正在成为客户评价产品的重要的魅力质量之一。
针对上述问题，Ecotec系列发动机提供了系统性的解决方案来加以应对。其中，对于一阶不平衡力矩方面，Ecotec 系列发动机一方面采用轻量化结构和高性能材料的应用降低了基础不平衡量，同时进行了多种整机平衡方案与整机匹配的选型，匹配出整车振动最优的组合；另一方面，引入了带减振橡胶齿轮的平衡轴系统。 而在转速波动方面，仅带钟摆式的双质量飞轮就带来了40%以上的转速波动降低，Ecotec系列发动机对整个传动系统进行了充分的优化。
具体来说，别克全新一代1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机创新应用了12项静音减振核心技术和8项整车静音NVH技术。这20项综合发动机和整车静音技术的系统性解决方案，为Ecotec系列三缸机在各种工况下安静平顺运转方面的突破提供了关键性的技术基础，从而实现Ecotec系列三缸机及其匹配的整车振动和噪音表现达到甚至部分超越市场主流四缸机，全负荷加速噪音优于四缸表现。
除此之外，Ecotec系列发动机采用智能双喷DPI提高燃油雾化率，进而提升燃烧效率降低排放，1.0T比上一代1.5L排放降低10%。此外双喷雾化更好，平均索特直径小于44um（一般增压单喷SMD 80-100um，市面上比较好的自吸单喷65um）。
而对于未来的三缸发动机的发展，贺燕铭给予了非常大的期待：“随着NVH问题的解决，且油耗变得越来越重要，三缸发动机市场份额将会提高，而目前各大厂商未来战略仍在制定中，预测2025年三缸/四缸机市场的比重有一定困难，但预计市场将会进一步向三缸机转移。”
此外，王立新透露：“在务实中不断突破的上汽通用，已经制定了清晰的48V和HEV/PHEV的发展规划，这些技术配置可以使得驱动系统的动力和节油性能进一步提升。全新一代高性能三缸发动机将成为全面践行上汽通用‘绿动未来’战略的重要基础。”
同时，贺燕铭对市场客户对三缸机接受程度有所担心：“从开发的角度，唯一担心的就是三缸机在市场上可能接受起来有一个过程，这个过程或长或短，从技术角度应该推三缸。” 目前三缸机面临挑战不在于技术，而在于市场客户的接受过程。
但在王立新看来：“如今，技术的发展正将这些障碍逐步拔除，消费价值观也正在向环保转变，上汽通用新发布的Ecotec系列发动机，既满足了客户的驾驶乐趣，同时承担了节能减排的社会责任。”
在汽车技术日益发展的今天，小排量发动机慢慢形成了主流，应用了更多的机电一体化技术，取得了远优于上一代大排量发动机的性能。未来，上汽通用汽车全新一代Ecotec 1.0T/1.3T双喷射涡轮增压发动机将搭载在越来越多的车型上，以满足中国市场对小排量发动机日益增长的需求。而基于产品的体验，消费者们对小排量发动机的偏见也会慢慢改变。GG
