节能减排是个老生常谈却依旧备受关注的问题,对汽车行业而言更是如此。除了各大车企争相公布自身的电气化时间线外,提升当下内燃机效率、降低能耗,仍是纯电时代来临前车企的发展方向。

不过车企技术路线也不尽相同。以丰田为首的日系品牌倾向于油电混合动力系统,而通用、宝马等欧美系车企,更侧重小排量发动机的研发。从市售车型来看,上汽通用旗下别克和雪佛兰品牌中,已有多款车型搭载1.0T和1.3T发动机。同时宝马、沃尔沃、领克等品牌产品中,也有搭载1.5T等小排量发动机的车型。甚至可以说小排量发动机的综合表现,正逐渐成为衡量车企技术实力的天平。

当然,技术路线的选择只是一方面,油耗表现才是更重要的“结果”。小排量发动机的技术集合,能否比肩油电混动系统的节油地位呢?实测数据最具说服力。

从小排量到三缸机,上汽通用1.0T挑战THS的底气在哪?

伴随上汽通用同步引入第八代Ecotec发动机,全新1.0T、1.3T和2.0T发动机已在三大品牌的产品中出现。作为新一代小排量发动机的代表,其中1.0T和1.3T版本正逐步替代此前的1.5L和1.5T发动机。而提升发动机效率和设计,可谓是降低油耗的必经之路。(考虑到1.0T和1.3T均属第八代Ecotec系列,技术上相似度较高,因而下文以1.0T为主进行展开。)

为此,通用全新1.0T和1.3T发动机均采用直列三缸结构。相比四缸机,气缸、活塞、连杆数量有所减少且曲轴长度同步降低。与此同时,发动机曲轴采用了重量更轻、强度更高的锻造工艺,而缸盖集成式排气歧管更较常规设计减重1-2kg。经过多重优化后,1.0T较此前1.5L发动机轻了24kg。高度集成化与,则是提升效率的基础。


说到提升效率,不如从降低损耗和优化燃烧效果两方面来说。

为了降低发动机运转时的“内耗”,活塞裙部引入了类似金刚石的DLC涂层,相比传统PVD涂层,前者更光滑且硬度与耐磨性都有所提升。不仅如此,由电子水泵和电控球阀模块组成的主动热管理系统,可通过ECU精确、智能的控制冷却水道内各环路流量,缩短暖机时间、提升散热效率。而全可变排量机油泵则会在保证机油润滑效果的基础上,尽可能降低机油泵功率。从上汽通用公布的数据来看,仅全可变排量机油泵一项技术,即可实现降耗2-5%。

除了降低自身能量损耗外,保证全工况最佳燃烧效果,也是减少油耗的重要一环。所以上汽通用在第八代Ecotec发动机中引入了如下三项技术:

1、  带电动放气阀的小惯量涡轮增压器。小惯量涡轮直径更小、叶片更轻,有利于快速建立压力提升动力响应。而电动放气阀,实现了阀门开度与开启时机的智能化精准控制,降低小负荷泵气损失并优化了燃油经济性。此外,涡轮涡壳采用奥氏体不锈钢材料,最高排温达到了1030°C,有利于催化器起燃和降低排放。

2、  中置进排气双可变气门正时系统。通过调节进、排气气门的启闭时间,同步改善了进排气效果与燃烧效率。重点在于,其调节相位器的电磁阀位于凸轮轴处,缩短了油路长度和响应时间,确保发动机在不同工况下的高效运行。

3、  35Mpa高压直喷系统。雾化后的燃油粒子平均直径仅为8微米,燃烧效率更高。


以搭载这台1.0T发动机的雪佛兰科沃兹325T车型为例,其工信部综合油耗为4.9L/100km。可见更高的运转与燃烧效率以及轻量化,无疑是第八代Ecotec系列发动机能耗降低的核心。

需要说明的是,在高效与轻量化双管齐下的同时,水泵、机油泵等组件均引入了电控技术。借此,第八代Ecotec系列发动机也实现了系统化智能控制,兼顾了性能与油耗表现。此外,智能主动电控碳罐泵技术还降低了67%的蒸发排放,满足了国六B、北美ULEV 50等严苛排放标准。

能与混动比肩的不仅是油耗

用深度触电平衡油耗与性能间的矛盾点,或许是部分车型选择油电混动技术路线的原因。比如丰田THS系统,在国内销售的双擎车型均搭载THS-II系统。伴随丰田进入TNGA时代,THS-II系统内部也迎来了新一轮进步。油耗与驾驶感受的均衡发展,也是双擎系列的优势。

不过搭载全新小排量发动机的纯燃油车,油耗表现能否与混动标杆的双擎系列比肩?仍是悬而未决的问题。

在城市及市郊道路行驶时,科沃兹325T与全新卡罗拉双擎的油耗测试成绩差距不大,分别为4.2L/100km和4.0L/100km。THS-II系统的电动机在此工况下可频繁介入或直接驱动车辆,无疑是混合动力能耗更低的原因之一。不过集轻量化设计与高效动力输出于一身的1.0T发动机,表现也足够出彩。

需要说明的是,THS-II混动系统在高速巡航时更倾向于发动机直驱,电动机辅助加速的频率大幅降低,混动系统对降低能耗的作用也十分有限。在车云菌看来,经过高速工况测试后,科沃兹325T与全新卡罗拉双擎的综合油耗差距会进一步减少,并有可能实现剧情反转。

经过365km油耗测试后,科沃兹325T与全新卡罗拉双擎的综合油耗分别为4.9L/100km和4.85L/100km。客观的说,当前纯燃油和油电混动车型间的油耗表现仍有差距,但二者表现谈不上悬殊。同时综合购置成本与驾驶体验等因素,纯燃油车型更符合消费者需求。

如果说油电混动的优势源于电动机,那么通用第八代Ecotec系列敢于发出挑战的信心,则是背后的研发思路。

通用新一代动力总成采用发动机与变速箱同步、正向开发策略,并将国内用户的驾驶习惯,引入动力总成的各分项研发过程。所以在追求更低油耗的同时,让发动机始终工作在最优效率区,达到最佳动力输出的同时还优化了驾驶体验。

仍以雪佛兰科沃兹325T为例,其搭载的1.0T发动机可输出92kW功率和180Nm扭矩。加速力道与积极的响应,足以让人忘记它的排量只有1.0L。甚至在时速70km/h后再加速,发动机也不会显露出疲软迹象。

除了自身拥有充足的动力储备,以及应用带电控泄压阀的小惯量涡轮增压技术外,动力总成同步正向研发也是体验更佳的源头。得益于标定过程中更注重输出的精确性,驾驶员对动力的需求量与发动机输出值间的误差被控制在5%以内。虽然理论上与电动机零迟滞响应仍有差距,但从体验角度上说,科沃兹325T已能够与全新卡罗拉双擎比肩。甚至单就爆发力而言,1.0T+6AT表现比THS-II更强。

车云小结

可以说在轻量化与智能电控等技术加持下,新一代小排量发动机在性能、燃油经济性和驾驶体验等方面,获得了长足进步。当然,基于国内用户的同步正向研发,也是上汽通用1.0T敢于挑战丰田THS的信心。在可以量化的油耗数据背后,除了技术的堆砌,车企的研发思路更值得关注。第八代Ecotec发动机还有望在未来导入48V技术,顺应节能减排之余,其综合体验也将得到进一步升级。

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