第二章 發(fā)動機系統(tǒng)

第一節(jié) 發(fā)動機的類型及其結(jié)構(gòu)特點

一、通用轎車發(fā)動機類型

上海通用轎車的發(fā)動機技術(shù)發(fā)展非常迅速，相繼推出多種新型發(fā)動機，各種發(fā)動機的配置車型見表2-1。

注：1馬力=0.735kW。

二、幾種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點

1.3.6L SIDI全鋁智能直噴發(fā)動機

融合全球尖端科技的3.6L SIDI全鋁智能直噴發(fā)動機憑借出色的燃油經(jīng)濟性和絕佳的動力輸出，在強手如林的競爭中脫穎而出，兩次榮膺“全球十佳發(fā)動機”的殊榮。該發(fā)動機最大功率提升15%，最大扭矩增加8%，擁有同級中最高的310馬力輸出功率，從而鑄就全新CTS6.3s的0～100km/h加速。作為同級別車中最高效的發(fā)動機，油耗更降低了3%，冷啟動時碳氫化合物的排放減少了25%，大幅超越全球的嚴格排放標準，是一款性能與環(huán)保兼具的新時代發(fā)動機，真正實現(xiàn)了“更高性能、更低油耗、更少排放”的前沿綠色科技優(yōu)勢。該款發(fā)動機目前還匹配在別克昂科雷車上。

3.6L SIDI全鋁智能直噴發(fā)動機的外形如圖2-1所示。

2.3.0L SIDI智能直噴發(fā)動機

3.0L V6SIDI智能直噴發(fā)動機是繼享譽盛名的3.6L SIDI智能直噴發(fā)動機后，通用汽車最新推出的直噴發(fā)動機。這款3.0L智能直噴發(fā)動機采用了包括缸內(nèi)燃油智能直噴、D-VVT電子可變雙氣門正時技術(shù)以及最新的ECM發(fā)動機管理模塊等先進技術(shù)，最大功率可達190kW以上，最大扭矩接近300N· m，在迸發(fā)強勁動力的同時，降低油耗和排放，尤其是冷啟動碳氫化合物排放最高可降低25%，體現(xiàn)性能與環(huán)保兼顧的出色平衡。SIDI智能直噴技術(shù)全面闡述了“更好性能、更低能耗、更少排放”的產(chǎn)品趨向。

3.0L SIDI智能直噴發(fā)動機如圖2-2所示。

3.ECO智能發(fā)動機

2.4L ECO智能發(fā)動機是ECOTEC第四代最新產(chǎn)品，是全球普及率最高的四缸發(fā)動機系列之一，來自德國歐寶最高科技，獲得十佳發(fā)動機稱號。低轉(zhuǎn)速大扭矩，高轉(zhuǎn)速高功率，動力強勁，經(jīng)濟節(jié)油，其主要技術(shù)參數(shù)如表2-2所示。

2.4L ECO智能發(fā)動機具有以下特點：

（1）D-VVT電子控制可變氣門正時系統(tǒng)。君越的發(fā)動機采用了D-VVT電子可變進、排氣門正時系統(tǒng)，可以改變進、排氣門的打開及關(guān)閉時間，實現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速高扭矩，高轉(zhuǎn)速高功率，并且提升了燃油經(jīng)濟性，降低了氮氧化物的排放。

（2）雙對旋平衡軸。兩根平衡軸以兩倍于曲軸的轉(zhuǎn)速運行，消除慣性振動，抵消直列四缸發(fā)動機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的往復慣性垂直振動，提供優(yōu)秀的降噪減震特性。從設(shè)計上保證了發(fā)動機平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，進而達到V6發(fā)動機的平順性。

（3）DOHC雙頂置凸輪軸。進、排氣門的開、閉分別由兩根凸輪軸控制，單獨控制有利于氣門打開與關(guān)閉時間的更為精確，提升發(fā)動機的動力效能。

（4）輕量化全鋁合金構(gòu)造。缸體、缸蓋采用鋁合金材質(zhì)，先進制造工藝使得發(fā)動機重量下降20%，只有128kg，相應車重下降，油耗也降低。

（5）COP筆式點火線圈。2.4L ECOTEC發(fā)動機將火花塞和點火線圈“合二為一”，且由數(shù)字式精確控制為每缸點火，使點火更加精確，增進燃燒，提高節(jié)油能效。

（6）油冷噴注納米活塞。君越的發(fā)動機通過納米技術(shù)進行活塞聚合物涂層處理，而油冷活塞在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，強化向活塞底部噴射油霧，降低了活塞溫度，使活塞與缸體更加耐磨，并減輕了冷啟動噪聲，還有助于控制積炭，防止爆震。油冷噴注通過延長活塞壽命來延長發(fā)動機使用壽命。

（7）歐IV排放標準。ECM軟件升級使君越的三元催化器預熱更快，更早作用，排放標準提升為歐IV，有效降低了尾氣中的氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳等有害物質(zhì)，使排放更為環(huán)保。

（8）電子節(jié)氣門。由電子控制元件綜合感應加速踏板位置和腳踩踏板的速度，精確控制節(jié)氣門的打開角度，實現(xiàn)發(fā)動機全范圍內(nèi)的最佳扭矩輸出。

（9）自動調(diào)整式全鋼正時鏈條。驅(qū)動系統(tǒng)與凸輪軸正時系統(tǒng)和水泵驅(qū)動系統(tǒng)均為免維護的全鋼鏈條驅(qū)動。

4.2.0T發(fā)動機

2.0T發(fā)動機是帶渦輪增壓缸內(nèi)直噴式發(fā)動機，型號為LDK。2.0T發(fā)動機的機械基礎(chǔ)部分與2.0L、2.4L發(fā)動機相同，但控制系統(tǒng)不同，增加了缸內(nèi)直噴和渦輪增壓兩項新技術(shù)。

2.0T發(fā)動機的外形見圖2-3。

2.0T發(fā)動機的基本參數(shù)見表2-3。

5.1.6L和1.8L DVVT發(fā)動機

1.6L DOHC DVVT發(fā)動機的代號為LDE，1.8L DOHC DVVT發(fā)動機的代號為2HO。1.8L2HO發(fā)動機外形如圖2-4所示。兩種發(fā)動機的技術(shù)參數(shù)見表2-4。

1.6L（LDE）發(fā)動機由雪佛蘭T255的車型上的發(fā)動機A16XER修改而來。它的主要特點是采用了VVT技術(shù)和電子節(jié)氣門控制全新的發(fā)動機管理系統(tǒng)，各項參數(shù)見表2-5。

1.8L（2HO）發(fā)動機（各項參數(shù)如表2-6所示）是通用所生產(chǎn)的一款1.8L系列第3代的發(fā)動機。它的設(shè)計是為了取代第2代發(fā)動機Z18XE（1998款）。

1.6L和1.8L發(fā)動機都采用了SiemensSimtec76發(fā)動機管理系統(tǒng)，各傳感器和執(zhí)行器及各部件的布局相同。兩款發(fā)動機都采用MAP進氣歧管絕對壓力傳感器來判斷發(fā)動機的進氣量、負載及轉(zhuǎn)速的變化。

ECM通過MAP信號、IAT信號、RPM信號、EGR信號進行進氣量計算。MAP傳感器是一個三線傳感器，內(nèi)部壓電元件將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號。MAP內(nèi)部有一個密封的壓力參考腔，通過測量實際的壓力差來確定進氣歧管的絕對壓力。進氣量是計算燃油量及點火正時的主要參數(shù)。當發(fā)動機未運行時，MAP的壓力就是大氣壓力值。

6.1.6T渦輪增壓發(fā)動機

1.6T渦輪增壓發(fā)動機是英朗XT的動力性能的代表。這款渦輪增壓發(fā)動機已在新君威上嶄露頭角，它集成了當前尖端技術(shù)，具有高性能、輕量化、超耐久的優(yōu)異特質(zhì)。借助全新優(yōu)化的增壓器技術(shù)，可爆發(fā)出135kW最大功率，升功率達到破紀錄的84.4kW/L，澎湃動力不僅同排量中無出其右，更越級凌駕于2.4L自然吸氣發(fā)動機和市場上同類1.8T發(fā)動機之上。超凡駕駛感受還來源于超大扭矩，在1980～5400r/min超寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)持續(xù)輸出235N·m最大扭矩。此外，獨有的Superboost超推進功能可輕松釋放出更多扭矩，在5s內(nèi)將最大扭矩飆升至266N·m，從而使英朗XT1.6T車型在9s內(nèi)即可完成0～100km/h的加速，成就同級無法比肩的動力標桿。

1.6T渦輪增壓發(fā)動機的氣缸蓋和進氣歧管采用鋁合金材質(zhì)，鑄鐵缸體為薄壁輕量化設(shè)計，16氣門，排氣門為中空鈉冷式獨特設(shè)計。集成式渦輪增壓器與排氣歧管一體安裝，減少了空間占用，并且響應時間更快，性能更好；機油冷卻器則集成了環(huán)保型機油濾清器，定期維護時可以只更換濾芯而不必整體更換，節(jié)省用戶開支也更加環(huán)保。鑄鋁結(jié)構(gòu)油底殼具有更好的導熱性、更輕的質(zhì)量和更優(yōu)秀的NVH靜音效果。底置隱藏式催化器使廢氣得到更快速的轉(zhuǎn)化，使整車滿足歐Ⅳ排放標準，并具備升級歐Ⅴ的能力。

1.6T渦輪增壓發(fā)動機的外形如圖2-5所示。

7.1.2L S-TEC Ⅱ和1.4L S-TEC Ⅲ發(fā)動機

1.2L S-TECⅡ發(fā)動機的代號為LMU，外形如圖2-6所示。1.4L S-TECⅢ發(fā)動機的代號為LCU，外形如圖2-7所示。

這兩款發(fā)動機都源自通用全新開發(fā)的全球小排量發(fā)動機GLOBAL平臺，同屬于S-TEC系列機型，此系列發(fā)動機未來也將裝配在歐洲的歐寶品牌旗下的小排量產(chǎn)品和賽歐上，該系列發(fā)動機都采用直列4缸、雙頂置凸輪軸（DOHC），16氣門、SFI順序多點燃油噴射、ECM控制模塊、LEGR線性排氣再循環(huán)閥、終身免維護正時鏈條驅(qū)動技術(shù)。

1.2L曾用在雪佛蘭樂騁、上汽通用五菱雪佛蘭樂馳上，最大功率為64kW（87馬力）。對于裝配手自一體EMT變速器的車型采用E-Gas電子節(jié)氣門，裝配MT手動變速器的車型，則仍采用拉線式的節(jié)氣門控制；點火系統(tǒng)采用的是無分電器雙缸同時點火方式；此外為了進一步提升動力性能和降低油耗，還采用了PDA（PortDe-Activation）可變進氣口截面技術(shù)。這是一種創(chuàng)新的發(fā)動機進氣技術(shù)，此技術(shù)的工作原理是在每個氣缸兩個進氣門對應的其中一個進氣道內(nèi)安裝一個閥門，并將這四個閥門串聯(lián)在一起，形成一軸四閥聯(lián)動結(jié)構(gòu)，軸由一個真空膜片驅(qū)動，真空膜片的真空管路由發(fā)動機控制模塊控制的PDA電磁閥控制，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于2200r/min時，PDA閥門組處于關(guān)閉狀態(tài)，此時每個氣缸相當于只有一個進氣門，而另一個進氣門對應的進氣口截面始終被閥門堵住了，當這個進氣門打開時會形成切向進氣氣流，在燃燒室內(nèi)形成渦流效應，使油氣混合更快、更均勻，從而改善了燃燒性能，大大提高了中低速時的燃燒效率。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于2200r/min時，ECM接通PDA電磁閥電路， PDA電磁閥打開，將真空膜片與真空罐之間的管路接通，真空膜片動作將PDA閥門組打開，此時每個氣缸的兩個進氣門通道全部打開，從而減少了泵氣損失，也就是減少了高速時進氣歧管進氣阻力造成的功率損失。此技術(shù)使發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下始終獲得最佳進氣效率，大幅增加燃燒效率，試驗表明采用PDA裝置后可以使發(fā)動機的油耗降低3%～5%，怠速降低至650r/min，并且可以通過歐洲Ⅳ排放標準。

1.4L發(fā)動機最大功率為76kW（98.8馬力），除具有1.2L發(fā)動機技術(shù)特點外，點火系統(tǒng)采用的是無分電器單缸獨立點火方式；為進一步提升動力性能和降低油耗，不僅采用了PDA可變進氣口截面技術(shù)，而且還采用了VGIS可變進氣管長度技術(shù)，此技術(shù)的工作原理是當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于4500r/min時，采用長的進氣道，充分利用進氣氣流的慣性，提高進氣效率，從而提高中低速時發(fā)動機的輸出扭矩；當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于4500r/min時，轉(zhuǎn)換成短的進氣道，從而減少了高速時進氣歧管進氣阻力造成的功率損失，提高高速區(qū)發(fā)動機的輸出功率。此系統(tǒng)的組成元件和工作過程與PDA系統(tǒng)相似，也是由ECM控制VGIS電磁閥以開啟或關(guān)閉真空膜片的真空管路，真空膜片驅(qū)動進氣歧管內(nèi)的控制閥轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)長短進氣道的轉(zhuǎn)換。采用可變進氣道系統(tǒng)（VGIS）可以加寬發(fā)動機的扭力輸出曲線以滿足不同的駕駛需求。

此款發(fā)動機不論與哪一款變速器配合使用，均采用E-Gas電子節(jié)氣門。

1.2L和1.4L發(fā)動機均采用磁電式曲軸位置傳感器，但是兩款發(fā)動機的曲軸位置傳感器及變磁阻轉(zhuǎn)子的安裝位置及形狀不同，1.4L發(fā)動機的變磁阻轉(zhuǎn)子是一個特殊的轉(zhuǎn)輪，安裝在曲軸第5道主軸徑前，曲軸位置傳感器安裝在缸體上；而1.2L發(fā)動機的變磁阻轉(zhuǎn)子則是直接在飛輪上加工的，與飛輪是一個整體，磁阻圈位于啟動機齒圈的后面，而曲軸位置傳感器則安裝在變速器殼體上。