“小面”也需好心脏 拆长安E系列发动机
e系列发动机是长安集团为旗下商用车开发的全新发动机系列。质量可靠、燃油经济性高、动力优秀通常是商用车消费者需求的集中体现,E系列发动机也将这一理念融入到发动机的研发和制造中。
新款E系列发动机以小排量为主,分为1.0L、1.2L和1.4L。代号为E12的1.2L发动机这次被拆了。目前,这款发动机已经搭载在新款长安之星(查成交价|参配|优惠政策)上,并将应用于其他长安商用车,如小型多用途车欧力威(查成交价|参配|优惠政策)。
“配备E系列发动机的长安商用车型,车尾将有“E-Power”标识”
“左:长安之星右:欧力威”
首先,我们来看看这台发动机的相关参数。这款发动机虽然用于商用车,但是这款发动机的一些技术指标并不输于同级别的乘用车发动机,比如它的压缩比为11,最大功率为72kW等。
下表更直观地展示了长安E12发动机与市面上主流车型小排量发动机的动力参数对比。至于如何实现60kW/L的升压功率,我们将通过拆解给出答案。
●进气系统
E12发动机采用合成树脂制成的进气歧管。这种设计在乘用车发动机中已经基本普及,商用车发动机也在朝着这个趋势发展。与铝合金或铸铁制成的进气歧管相比,不仅成本更低,而且进气效率也大大提高。
因为E12要适应不同的发动机布局,比如长安之星是中后驱,它的E12发动机采用垂直布局,而欧力威车型是标准的前驱,所以发动机是水平布局。正是发动机布局的这种差异导致发动机舱限制了发动机的占用量空。为了提高发动机的通用性,设计师在E12的进气歧管和气缸体之间增加了铝合金部件,以调节进气歧管和气缸体之间的距离,从而满足不同车型对发动机容积和相关部件放置的要求。在这里,我还想说,由于两款车型的发动机布局不同,这也导致了E12发动机后期调校的差异。
如前所述,E12的高压缩比为11。设计师为此专门设计了进气系统,不仅提高了进气效率,还控制了空气流量,在燃烧室中形成所需的混合气,从而降低了爆震的可能性。
●石蜡恒温器
E12发动机的节温器安装在气缸盖的一端。这种设计并不多见,但它采用了相对传统的石蜡结构。
节气门/配气机构/供油点火●内部有循环水通道的节流阀
E12发动机的设计参考了日本一些同级别小排量发动机的设计,所以节气门体中的水路设计也来源于此。我觉得这可能和日本的气候条件有关,设计师也说后期开发的车型会取消这个设计。
●迷宫式油气分离器
E12采用迷宫式油气分离器,常用于日本发动机。分离出来的油会通过油孔滴回油底壳,剩下的气体会通过进气歧管进入气缸燃烧。
E12发动机缸盖处预留了EGR系统的气流通道,未来车型将在此基础上增加EGR系统,以达到更高的排放标准。
●凸轮轴/曲轴位置传感器
●配气机构
E12发动机未配备可变气门正时系统。设计师说这是因为产品定位的问题。毕竟,每个额外的组件可能会增加一定的故障率。没有这套系统,E12依然达到了很高的技术指标。然而,设计师表示,可变气门正时系统将被添加到未来的车型中,以进一步提高燃油经济性和排放标准。
●供油/点火系统
E12发动机的供油和点火系统由知名零部件供应商提供,保证了产品质量的稳定性。此外,E12发动机的大脑ECU也是联合电子制造的。在后期的车型开发中,设计人员并不打算使用直喷系统,这主要是由于商用车的车辆环境相对复杂。目前普通多点喷射系统的油品适应性和产品稳定性无疑更好。
曲轴偏置/轻量化活塞●曲轴偏移和活塞销偏移
如上图所示,曲轴偏移是指曲轴中心线向一侧偏移,结合活塞销偏移,可以将爆震声降到最低。此外,在做功冲程中,连杆会更接近垂直状态,这样可以将燃烧产生的更多压力施加到曲轴上,同时可以减少活塞对气缸壁的压力和摩擦,从而提高活塞工作时的效率。
●轻质铝合金活塞
E12的活塞采用耐高温铝合金,有效减轻活塞重量。通过在活塞裙部、低张力活塞环和低负荷气门弹簧上涂覆石墨涂层,降低了发动机在自身运行过程中的损耗,提高了发动机的效率。
●螺栓知识
E12发动机部分零部件的连接螺栓由德国某零部件供应商制造。设计师告诉我,在发动机试验阶段,设计师发现使用单价在两块钱以上的国产螺栓存在一些连接问题,但使用材料和制造工艺更好的德国螺栓后,问题就消失了。当大量购买这部分时,其成本可以控制在三美元以上。可以看出,对于发动机来说,一个小小的螺栓包含了很高的技术含量,不允许出现任何问题。
●加工和制造
为了保证设计的产品能制造好,E12的缸盖、缸体、凸轮轴、曲轴都是长安自己生产的。生产线采用德国著名机床制造商EMAG和苏非那的设备。
由于设备自动化程度高,加工车间四条生产线只需要100名工人,每天可满负荷生产700台发动机。
通过对发动机核心部件进行激光编号,可以更好地管理部件,同时保证发动机出现问题时,可以通过部件跟踪生产过程中哪一步出现问题,可以说责任在人。
总的来说,E12发动机借鉴了日本小排量发动机功率大、设计上燃油经济性优异的优势,采用了在零部件精加工和制造生产自动化方面具有优势的德国设备,保证了最终产品的质量。
总结:
通过拆解,我们可以看到这款E12发动机并没有配备如今主流的可变气门正时、缸内直喷等技术。一切看似平凡,但其最终技术指标却是优秀的。由于乘用车发动机的定位与消费者的需求不同,商用车发动机的质量、稳定性和耐用性始终是第一位的。只有当它们足够优秀时,我们才能考虑燃油经济性、动力性等指标。
E12发动机是E系列发动机的第一款车型,相当于一个基础。在未来的车型开发中,设计师将在E12的基础上逐步增加可变气门正时、涡轮增压器、EGR、自动启停系统等。但E系列中的1.0L发动机会在相同缸径的情况下减少一个气缸,而1.4L发动机会通过调整行程使整个E系列发动机通用化。
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