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一刀说:详细说明华心-吉利1.5TD MHEV发动机

在刚刚结束的2020年“中国心”十佳发动机评选中,吉利的1.5TD MHEV三缸发动机作为2020年中国唯一一款获得十佳的三缸发动机,再次让大家对吉利的发动机技术印象深刻。

1.5TD MHEV轻型混合动力发动机将高性能三缸增压发动机与48V轻型混合动力技术相结合,实现了更高的性能和更低的油耗,同时完美克服了三缸发动机在振动方面的缺点。今天我们从发动机技术和轻混技术两个方面来介绍这款发动机。

一、R&D背景

吉利的1.5T三缸发动机其实和沃尔沃Drive E系列T3三缸1.5T发动机有关,可以说是吉利在沃尔沃1.5T发动机的基础上开发的产品。吉利自2010年收购沃尔沃以来,一直在消化吸收沃尔沃的发动机技术。目前,吉利在1.5T发动机的基础上开发了48V MHEV轻混、HEV强混、PHEV插电式四个版本的传统发动机。

MHEV 48V版入选2020年“中国心”十大发动机之一。这种动力系统首先在吉利约伯通用汽车公司的MHEV版本上使用,后来扩展到吉利和柯灵的许多车型,成为吉利传统内燃机发展为混合动力的重要战略产品。

二、吉利1.5TD三缸发动机的主要技术特点

1.全铝设计

吉利1.5TD发动机采用全铝设计。发动机的气缸体、气缸盖、凸轮轴盖和油底壳由铸铝制成以减轻重量,进气管由塑料制成以进一步减轻重量。

2.中心喷射器的直喷系统

吉利的1.5TD采用200bar中心喷油器的先进直喷燃油系统。与侧喷射器设计相比,中间喷射器可以减少汽油喷射到气缸壁和活塞顶部的可能性,可以大大减少颗粒物的排放,避免机油稀释导致的油位升高。

3.排气管集成在气缸盖内,低惯量增压器吉利1.5TD发动机将排气管集成在发动机气缸盖内,是目前新设计发动机非常流行的设计方案。气缸盖一体式排气管可以在暖机过程中利用排气温度加热冷却液,使水温快速上升,有利于排放和油耗。同时,在负荷较大的情况下,气缸盖水套可以用来冷却排气,可以大大降低排气温度,降低涡轮增压器涡轮的热负荷,减少涡轮增压器温度保护的富集。有利于重负荷下的排放和油耗。

吉利还在这台发动机上采用了低惯性增压器,有助于减少涡轮迟滞效应,提高发动机的动态响应。

4.双VVT和皮带传动

吉利1.5TD发动机采用进排气双VVT,可根据发动机不同工况灵活调整进排气正时,获得最佳效率。在正时传动方面,吉利1.5TD发动机采用低噪音、长寿命的干带传动正时系统,这也是吉利和沃尔沃新Drive E平台的共同设计,2.0T发动机也采用正时带传动。与链条相比,长寿命同步带在噪音和低摩擦方面具有明显的优势。

5.两级可变排量油泵

吉利1.5T采用两级变排量油泵设计。油泵有两个排量,在低负荷时降低油压以减少摩擦损失,在高负荷时切换到大排量以增加油压以确保润滑。油泵安装在油底壳中,由安装在曲轴上的齿轮驱动。该齿轮不仅驱动油泵,还驱动安装在缸体上的平衡轴。这种设计非常紧凑。

5.平衡轴的设计为了平衡1.5T三缸发动机的振动,吉利专门开发了一套平衡轴系统,专门针对齿轮噪声进行了优化。考虑到轻量化,平衡轴采用中空设计。

第三,48V MHEV轻型混合动力系统带来的优势

吉利1.5TD三缸发动机另一项非常重要的技术是增加了48V轻型混合动力技术。48V电机采用P0模式布置,即在发动机前端传统发电机的位置,而不是传统发电机,由皮带驱动。带有双向皮带张紧器的48V轻型混合动力电机如下图所示。

48V轻混系统可以实现无怠速、起停功能、加速和能量回收等功能,提高性能,降低油耗。这是一个非常划算的混合系统。同时,48V轻型混合动力系统与这款三缸发动机的结合,会带来噪声和振动的极大改善,可以完全消除三缸发动机在这方面的劣势,这也是吉利1.5TD发动机卓越的噪声和振动性能。基础:

1.完全消除怠速振动

三缸发动机最抱怨的怠速抖动是三缸发动机的点火间隔是240,而发动机的做功冲程只有180。这意味着两个气缸之间有60的曲轴转角间隔。尤其是在低速的情况下,比如怠速,这种抖动感最为明显。由于48V轻型混合动力具有起停功能,发动机无需怠速直接停机,因此可以完全消除三缸发动机的怠速振动。

2.发动机平稳起动过程

由于48V轻型混合动力需要频繁启动发动机,如何改善三缸发动机启动时的抖动是48V轻型混合动力系统开发的一个关键点。48V电机功率比普通起动机大很多。可以直接拉动发动机到500转以上,然后发动机直接点火输出扭矩,汽车直接启动离开。发动机从启动到输出功率都可以非常平稳。与传统起动机相比,发动机先起动后输出扭矩的过程要顺畅得多,尤其是三缸发动机。这是48V MHEV轻型混合动力系统的另一个明显优势。

3.改善关断期间的抖动

三缸机停机时抖动会比四缸机大。48V轻型混合动力电机可以利用电机的扭矩输出来控制速度,减少速度的波动,使发动机平稳停止。

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