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趙福成:吉利三缸發動機靜音效果與四缸發動機持平

2018-07-09 16:13出處:V訊網 [原創]責編:田大鵬

  7月9日,由寰球汽車主辦的“燃?力量”汽車動力發展趨勢高峰論壇在京召開。多位內燃機領域權威專家匯聚一堂,通過解讀汽車動力的新技術,分析汽車動力未來的發展趨勢。

  在《中國制造2025》中,中國將“節能與新能源汽車”作為重點領域發展突破。與此同時,“國六”排放標準、“雙積分”政策、第四階段燃油限制標準等產業政策即將陸續實施,上述嚴格的標準表明了中國要走節能減排之路的決心。

  在節能環保的大背景下,汽車動力如何應對排放及燃油消耗的限制?動力產品的性能如何提升?如何進一步挖掘混合動力、渦輪增壓、自然吸氣和三缸機發展的潛力成為了與會專家討論的焦點問題。

  吉利動力總成研究院副院長趙福成認為,在2050年之前,廣義內燃機仍然會占市場60%左右份額。內燃機仍將有較強的生命力,但電氣化程度將逐漸加深。未來動力路線將是傳統動力加微混48伏,強混HEV及插電混動PHEV,以及增程式動力REV,還有燃料電池和純電動。對于三缸機的缺點,吉利采用13項行業先進技術,包括高效燃燒系統,200bar頂置高壓噴油系統,減振平衡軸,CPA雙質量飛輪,非對稱可變排量機油泵等。同時,對十二個關鍵零部件進行了NVH專項優化。這些技術的疊加應用,使三缸機幾乎達到了四缸機的效果水平。從而顛覆了所有客戶對三缸機振的感覺。

  以下是吉利動力總成研究院副院長趙福成的演講實錄:

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  尊敬的行業專家,尊敬的各位同仁及媒體朋友,大家下午好。我是來自于吉利汽車集團動力總成研究院趙福成,下面由我為大家介紹吉利汽車集團動力總成發展趨勢。正式開始之前給大家簡要介紹一下浙江吉利控股集團。浙江吉利控股集團始建于1986年,1997年進入汽車行業,已經連續六年進入世界五百強,全球建有四大研發中心、四大造型中心,工程技術人員超過了兩萬人,在動力的研發人員也超過了兩千人。2017年整車銷售124.7萬輛,自主品牌銷量第一,國內市場排名第五。

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  吉利控股集團的大事記介紹,2010年,我們百分百收購了沃爾沃汽車,2013年,百分百收購了英國錳銅,2017年,我們分別購買了寶騰49.9%的股份,以及路特斯51%的股份,同時收購沃爾沃集團8.2%股份,成為沃爾沃集團第一大股東。今年上半年我們又收購了德國戴姆勒9.69%股份,成為戴姆勒第一大股東。

  從這一頁大家可以看到浙江吉利控股集團的組織架構情況,浙江吉利控股集團包括吉利汽車集團、沃爾沃汽車集團、吉利商用車集團、吉利集團新業務及銘泰集團。我所在的吉利汽車集團動力總成研究院,分別服務于吉利汽車集團和吉利商用車集團的整車品牌,其中吉利汽車集團包括吉利、領克、寶騰,路特斯四大品牌,同時我們也對沃爾沃汽車集團提供一些技術支持。

  我的正式報告分以下四個部分:

  首先關于全球汽車發展趨勢,剛才各位行業專家也已經在做了比較詳細的闡述,我在這里還是跟大家分享一下吉利汽車集團對這方面的看法,總體觀點基本上是一致的,隨著各國排放及油耗法規的逐年加嚴,對傳統內燃機提出了更高的要求。

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  這一頁可以看到,部分國際知名的咨詢機構對傳統內燃機及整個汽車行業2025年前的預測,傳統內燃機在2025年之前仍然會占主導地位。同時在帥教授的PPT里面也展示了這樣的資料:在國際能源署的預測里可以看到2050年前廣義內燃機仍然會占60%左右的份額。而我所提到的廣義內燃機,指的是適應未來混合動力的需求的內燃機。我們堅信,未來內燃機仍有較強的生命力,但電氣化程度也將逐漸加深。那么應對法律法規的苛刻要求,電氣化是必然趨勢。全球車企應對的技術、路線的選擇,基本可概括為:傳統動力加微混48V、強混HEV、插電混動PHEV,以及增程式REV,還有燃料電池和純電動。

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  然后在這里,跟大家簡要介紹領克汽車的應對策略:首先領克汽車對以上所有路線都有相關的技術儲備,在傳統內燃機方面,2017年我們陸續推出了搭載內燃機的車型,包括領克01、02,從對比表格可以看到,02車型不管是在油耗還是動力加速性都有非常好的表現,對此可參考我們與德國知名品牌的對比。

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  然后是我們的微混、即48V系統,領克汽車會在明年推向市場,由于車型還在開發過程中,相關的參數還不便對外發布,我大概的說一下,油耗小于6升,且這個系統吉利汽車集團其他品牌已經推向了市場,就是我們的博瑞GE。

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  同時領克汽車也將在明年推出高壓混動系統 —— 該系統將搭載我們1.5L增壓專用的米勒發動機,此車型預計明年發布,油耗預測應該是遠遠小于5升。從油耗和動力性的對比圖可以看出,我們相信領克HEV會有非常好的未來。同時,上個月領克也推出了插電混動版本,油耗為1.7升,百公里加速是7.5秒。領克汽車未來也將推出增程式及純電動車型,我在這里不做過多贅述,以上是領克汽車在滿足未來法律法規要求所采用的一些技術應對措施。

  接下來,要跟大家分享的第三個方面內容是領克汽車的發動機 —— 如何用一個平臺發動機來去應對不同整車的需求?吉利汽車集團給出的答案就是Drive-E平臺,從這頁PPT展示內容可以看到,Drive-E平臺發動機有多個版本,其中有三缸1.5L發動機和2.0L四缸發動機,一會兒沃爾沃的同事會為大家解析2.0L四缸發動機的技術,在這里我著重分享1.5L Drive-E GEP3發動機。GEP3 1.5TD Base機型是我們在2013年與沃爾沃聯合開發的基礎版本發動機,在此基礎之上,吉利汽車集團動力院又開發了系列變型機:有微混專用的BSG發動機,強混專用的米勒發動機,還有插電混動專用發動機,以及增程專用高熱效率發動機,我們已經做到了39%熱效率的增程專用發動機,在不久的將來我們將推出41%的增程式專用發動機。同時為了滿足不同燃料市場及吉利汽車集團其他品牌的需求,我們也同步開發了1.5L自然吸氣發動機和靈活燃料發動機,如甲醇、乙醇燃料我們都有開發,整個平臺發動機的零部件通用化率達到了90%。下面我重點對這款基礎機型1.5TD Base進行介紹。

  這是一款全新的三缸全鋁發動機,可以使用92號及以上燃油,排放達到國六b標準,升功率、升扭矩與競品相比均處于行業領先地位。我們采用了13項行業內最先進的技術,如:高效燃燒系統,200bar頂置高壓噴油系統,減振平衡軸,CPA雙質量飛輪,非對稱可變排量機油泵等。這些好處剛才行業專家也有所介紹,我在這里簡要介紹這款發動機的優勢。首先是輕量化、低摩擦,因為是三缸的設計,摩擦損失降低了10%,高面容比的設計使它的散熱損失減少。另外三缸機本來就輕,同時我們又進行了大量的零部件輕量化設計,所以整機重量非常輕有利于節油。第二個特點就是動力強勁,低速響應快,因為三缸的設計排氣干涉較小,又運用了低慣量的渦輪增壓,可直觀的感受到低速扭矩高、響應快。還有我們應用了中置直噴系統,整體提升了熱效率,動力輸出較傳統發動機提升20%。第三個優勢就是它體積小、便于布置。從圖上可以看出,我們同一平臺的三缸和四缸尺寸上有超過了一百毫米的縮減,我們與市場主流同排量發動機在布置上對比也有很大優勢。

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  市場上有輿論質疑三缸機干了四缸的活,簡單地認為三缸機的可靠性會比較差。從專業的角度回答,這個問題完全是不存在的,因為我們三缸機和四缸機是完全一致的驗證標準,同時因為浙江吉利控股集團基本上所有的品牌都應用這款發動機,我們在眾多車型上、進行了大量的可靠性驗證。我們有超過兩百三十臺的整車跑過可靠性路試驗證,總里程超過了一千兩百萬公里,同時臺架上我們跑了超過五萬小時的耐久試驗。所以領克才有底氣發布終身質保的售后政策,我們整機的壽命可達到15年35萬公里。

  說到三缸發動機不可回避的話題,就是它NVH的表現。

  一輛整車NVH的研發過程異常復雜,它是一個系統工程,需要考慮許多方面,包括整車車身的密閉設計、車身設計、懸置設計等,在整車方面我不做過多闡述。打鐵還需自身硬,NVH源頭是動力總成系統。下面我重點介紹一下這款發動機獨特的NVH設計。

  首先,我們嚴格遵循正向的NVH開發流程,從客戶需求出發進行一系列目標分解,然后進行一系列仿真分析,再去優化我們的設計以及進行試驗驗證,如此反復多輪次的進行優化,同時我們吉利汽車集團也擁有全球最先進的NVH試驗室,歡迎在座各位到杭州灣進行參觀。

  基于以上的正向開發流程及反復驗證,我們對這款發動機的十二個關鍵零部件進行了NVH專項優化,從結構件的模態優化,到超靜音皮帶、非正圓齒輪VVT、四鐘擺式雙質量飛輪、減振平衡軸、靜音減振曲軸皮帶輪、靜音高壓油泵、自減振噴油器的設計應用,發動機NVH強相關零部件全覆蓋。

  下面,我舉兩個具體的例子:第一個是帶CPA的四鐘擺式飛輪設計,從屏幕上的動圖可以看出,CPA應用使得振動減少非常明顯,當然了,這樣一個設計并不是簡單的技術應用,實際上需要做大量的數據分析,并且根據不同的整車開發去開發不同組別的減振器,這個技術有效降低了扭振振幅達96%。消除振動的另外一個技術是平衡軸,兩種技術的疊加會顛覆所有的客戶對三缸機振的感覺。

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  第二個例子也是非常典型的,我們在低速或是怠速行駛過程中,只要你的車采用了正時皮帶設計,或多或少會聽到一些咕咕聲,這種聲音大部分來自正時皮帶。為了解決這個問題,我們也是做了大量的仿真及試驗的工作,整個過程中,我們開發了十五種不同的正時皮帶并進行了持續的優化。我們知道皮帶工作環境溫度范圍非常廣,例如當工作環境溫度達到一百度時,皮帶NVH的性能較常溫時有較大的差異,因此開發過程必須考慮不同環境影響因素。同時我們采用了非正圓齒輪VVT設計,兩個技術疊加去除了皮帶的咕咕聲,也同時提升了正時皮帶的壽命。

  最后我們看一下NVH的測試對比數據,黃線和白線之間是市場上對標的四缸NVH數據庫,領克三缸機的表現在中間位置,也就是四缸機NVH表現水平的中等水平;對標某德系三缸機,總體水平相當,但我們在低速和高速工況略占優勢,2~3個分貝,因為一般正常駕駛過程中發動機使用更多的是兩千五百轉左右的轉速,所以領克發動機的NVH表現更有優勢。

  以上是我對領克動力的介紹,最后是本次報告的總結。

  我們認為2050年之前,廣義內燃機仍將占據汽車市場較大份額。電氣化將是未來主流,內燃機將迎來新的機遇,新三缸發動機將會被更多主流車企應用。在這里可以看到最新一期2018年國際發動機評選結果,2L以下排量的獲獎發動機全部是三缸。領克汽車將持續采用電氣化、平臺化策略,開發下一代更高效率的混動系統。


責任編輯:田大鵬 
V訊網

趙福成:吉利三缸發動機靜音效果與四缸發動機持平

2018-07-09?出處:V訊網 [原創] 責編:田大鵬

  7月9日,由寰球汽車主辦的“燃?力量”汽車動力發展趨勢高峰論壇在京召開。多位內燃機領域權威專家匯聚一堂,通過解讀汽車動力的新技術,分析汽車動力未來的發展趨勢。

  在《中國制造2025》中,中國將“節能與新能源汽車”作為重點領域發展突破。與此同時,“國六”排放標準、“雙積分”政策、第四階段燃油限制標準等產業政策即將陸續實施,上述嚴格的標準表明了中國要走節能減排之路的決心。

  在節能環保的大背景下,汽車動力如何應對排放及燃油消耗的限制?動力產品的性能如何提升?如何進一步挖掘混合動力、渦輪增壓、自然吸氣和三缸機發展的潛力成為了與會專家討論的焦點問題。

  吉利動力總成研究院副院長趙福成認為,在2050年之前,廣義內燃機仍然會占市場60%左右份額。內燃機仍將有較強的生命力,但電氣化程度將逐漸加深。未來動力路線將是傳統動力加微混48伏,強混HEV及插電混動PHEV,以及增程式動力REV,還有燃料電池和純電動。對于三缸機的缺點,吉利采用13項行業先進技術,包括高效燃燒系統,200bar頂置高壓噴油系統,減振平衡軸,CPA雙質量飛輪,非對稱可變排量機油泵等。同時,對十二個關鍵零部件進行了NVH專項優化。這些技術的疊加應用,使三缸機幾乎達到了四缸機的效果水平。從而顛覆了所有客戶對三缸機振的感覺。

  以下是吉利動力總成研究院副院長趙福成的演講實錄:

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  尊敬的行業專家,尊敬的各位同仁及媒體朋友,大家下午好。我是來自于吉利汽車集團動力總成研究院趙福成,下面由我為大家介紹吉利汽車集團動力總成發展趨勢。正式開始之前給大家簡要介紹一下浙江吉利控股集團。浙江吉利控股集團始建于1986年,1997年進入汽車行業,已經連續六年進入世界五百強,全球建有四大研發中心、四大造型中心,工程技術人員超過了兩萬人,在動力的研發人員也超過了兩千人。2017年整車銷售124.7萬輛,自主品牌銷量第一,國內市場排名第五。

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  吉利控股集團的大事記介紹,2010年,我們百分百收購了沃爾沃汽車,2013年,百分百收購了英國錳銅,2017年,我們分別購買了寶騰49.9%的股份,以及路特斯51%的股份,同時收購沃爾沃集團8.2%股份,成為沃爾沃集團第一大股東。今年上半年我們又收購了德國戴姆勒9.69%股份,成為戴姆勒第一大股東。

  從這一頁大家可以看到浙江吉利控股集團的組織架構情況,浙江吉利控股集團包括吉利汽車集團、沃爾沃汽車集團、吉利商用車集團、吉利集團新業務及銘泰集團。我所在的吉利汽車集團動力總成研究院,分別服務于吉利汽車集團和吉利商用車集團的整車品牌,其中吉利汽車集團包括吉利、領克、寶騰,路特斯四大品牌,同時我們也對沃爾沃汽車集團提供一些技術支持。

  我的正式報告分以下四個部分:

  首先關于全球汽車發展趨勢,剛才各位行業專家也已經在做了比較詳細的闡述,我在這里還是跟大家分享一下吉利汽車集團對這方面的看法,總體觀點基本上是一致的,隨著各國排放及油耗法規的逐年加嚴,對傳統內燃機提出了更高的要求。

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  這一頁可以看到,部分國際知名的咨詢機構對傳統內燃機及整個汽車行業2025年前的預測,傳統內燃機在2025年之前仍然會占主導地位。同時在帥教授的PPT里面也展示了這樣的資料:在國際能源署的預測里可以看到2050年前廣義內燃機仍然會占60%左右的份額。而我所提到的廣義內燃機,指的是適應未來混合動力的需求的內燃機。我們堅信,未來內燃機仍有較強的生命力,但電氣化程度也將逐漸加深。那么應對法律法規的苛刻要求,電氣化是必然趨勢。全球車企應對的技術、路線的選擇,基本可概括為:傳統動力加微混48V、強混HEV、插電混動PHEV,以及增程式REV,還有燃料電池和純電動。

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  然后在這里,跟大家簡要介紹領克汽車的應對策略:首先領克汽車對以上所有路線都有相關的技術儲備,在傳統內燃機方面,2017年我們陸續推出了搭載內燃機的車型,包括領克01、02,從對比表格可以看到,02車型不管是在油耗還是動力加速性都有非常好的表現,對此可參考我們與德國知名品牌的對比。

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  然后是我們的微混、即48V系統,領克汽車會在明年推向市場,由于車型還在開發過程中,相關的參數還不便對外發布,我大概的說一下,油耗小于6升,且這個系統吉利汽車集團其他品牌已經推向了市場,就是我們的博瑞GE。

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  同時領克汽車也將在明年推出高壓混動系統 —— 該系統將搭載我們1.5L增壓專用的米勒發動機,此車型預計明年發布,油耗預測應該是遠遠小于5升。從油耗和動力性的對比圖可以看出,我們相信領克HEV會有非常好的未來。同時,上個月領克也推出了插電混動版本,油耗為1.7升,百公里加速是7.5秒。領克汽車未來也將推出增程式及純電動車型,我在這里不做過多贅述,以上是領克汽車在滿足未來法律法規要求所采用的一些技術應對措施。

  接下來,要跟大家分享的第三個方面內容是領克汽車的發動機 —— 如何用一個平臺發動機來去應對不同整車的需求?吉利汽車集團給出的答案就是Drive-E平臺,從這頁PPT展示內容可以看到,Drive-E平臺發動機有多個版本,其中有三缸1.5L發動機和2.0L四缸發動機,一會兒沃爾沃的同事會為大家解析2.0L四缸發動機的技術,在這里我著重分享1.5L Drive-E GEP3發動機。GEP3 1.5TD Base機型是我們在2013年與沃爾沃聯合開發的基礎版本發動機,在此基礎之上,吉利汽車集團動力院又開發了系列變型機:有微混專用的BSG發動機,強混專用的米勒發動機,還有插電混動專用發動機,以及增程專用高熱效率發動機,我們已經做到了39%熱效率的增程專用發動機,在不久的將來我們將推出41%的增程式專用發動機。同時為了滿足不同燃料市場及吉利汽車集團其他品牌的需求,我們也同步開發了1.5L自然吸氣發動機和靈活燃料發動機,如甲醇、乙醇燃料我們都有開發,整個平臺發動機的零部件通用化率達到了90%。下面我重點對這款基礎機型1.5TD Base進行介紹。

  這是一款全新的三缸全鋁發動機,可以使用92號及以上燃油,排放達到國六b標準,升功率、升扭矩與競品相比均處于行業領先地位。我們采用了13項行業內最先進的技術,如:高效燃燒系統,200bar頂置高壓噴油系統,減振平衡軸,CPA雙質量飛輪,非對稱可變排量機油泵等。這些好處剛才行業專家也有所介紹,我在這里簡要介紹這款發動機的優勢。首先是輕量化、低摩擦,因為是三缸的設計,摩擦損失降低了10%,高面容比的設計使它的散熱損失減少。另外三缸機本來就輕,同時我們又進行了大量的零部件輕量化設計,所以整機重量非常輕有利于節油。第二個特點就是動力強勁,低速響應快,因為三缸的設計排氣干涉較小,又運用了低慣量的渦輪增壓,可直觀的感受到低速扭矩高、響應快。還有我們應用了中置直噴系統,整體提升了熱效率,動力輸出較傳統發動機提升20%。第三個優勢就是它體積小、便于布置。從圖上可以看出,我們同一平臺的三缸和四缸尺寸上有超過了一百毫米的縮減,我們與市場主流同排量發動機在布置上對比也有很大優勢。

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  市場上有輿論質疑三缸機干了四缸的活,簡單地認為三缸機的可靠性會比較差。從專業的角度回答,這個問題完全是不存在的,因為我們三缸機和四缸機是完全一致的驗證標準,同時因為浙江吉利控股集團基本上所有的品牌都應用這款發動機,我們在眾多車型上、進行了大量的可靠性驗證。我們有超過兩百三十臺的整車跑過可靠性路試驗證,總里程超過了一千兩百萬公里,同時臺架上我們跑了超過五萬小時的耐久試驗。所以領克才有底氣發布終身質保的售后政策,我們整機的壽命可達到15年35萬公里。

  說到三缸發動機不可回避的話題,就是它NVH的表現。

  一輛整車NVH的研發過程異常復雜,它是一個系統工程,需要考慮許多方面,包括整車車身的密閉設計、車身設計、懸置設計等,在整車方面我不做過多闡述。打鐵還需自身硬,NVH源頭是動力總成系統。下面我重點介紹一下這款發動機獨特的NVH設計。

  首先,我們嚴格遵循正向的NVH開發流程,從客戶需求出發進行一系列目標分解,然后進行一系列仿真分析,再去優化我們的設計以及進行試驗驗證,如此反復多輪次的進行優化,同時我們吉利汽車集團也擁有全球最先進的NVH試驗室,歡迎在座各位到杭州灣進行參觀。

  基于以上的正向開發流程及反復驗證,我們對這款發動機的十二個關鍵零部件進行了NVH專項優化,從結構件的模態優化,到超靜音皮帶、非正圓齒輪VVT、四鐘擺式雙質量飛輪、減振平衡軸、靜音減振曲軸皮帶輪、靜音高壓油泵、自減振噴油器的設計應用,發動機NVH強相關零部件全覆蓋。

  下面,我舉兩個具體的例子:第一個是帶CPA的四鐘擺式飛輪設計,從屏幕上的動圖可以看出,CPA應用使得振動減少非常明顯,當然了,這樣一個設計并不是簡單的技術應用,實際上需要做大量的數據分析,并且根據不同的整車開發去開發不同組別的減振器,這個技術有效降低了扭振振幅達96%。消除振動的另外一個技術是平衡軸,兩種技術的疊加會顛覆所有的客戶對三缸機振的感覺。

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  第二個例子也是非常典型的,我們在低速或是怠速行駛過程中,只要你的車采用了正時皮帶設計,或多或少會聽到一些咕咕聲,這種聲音大部分來自正時皮帶。為了解決這個問題,我們也是做了大量的仿真及試驗的工作,整個過程中,我們開發了十五種不同的正時皮帶并進行了持續的優化。我們知道皮帶工作環境溫度范圍非常廣,例如當工作環境溫度達到一百度時,皮帶NVH的性能較常溫時有較大的差異,因此開發過程必須考慮不同環境影響因素。同時我們采用了非正圓齒輪VVT設計,兩個技術疊加去除了皮帶的咕咕聲,也同時提升了正時皮帶的壽命。

  最后我們看一下NVH的測試對比數據,黃線和白線之間是市場上對標的四缸NVH數據庫,領克三缸機的表現在中間位置,也就是四缸機NVH表現水平的中等水平;對標某德系三缸機,總體水平相當,但我們在低速和高速工況略占優勢,2~3個分貝,因為一般正常駕駛過程中發動機使用更多的是兩千五百轉左右的轉速,所以領克發動機的NVH表現更有優勢。

  以上是我對領克動力的介紹,最后是本次報告的總結。

  我們認為2050年之前,廣義內燃機仍將占據汽車市場較大份額。電氣化將是未來主流,內燃機將迎來新的機遇,新三缸發動機將會被更多主流車企應用。在這里可以看到最新一期2018年國際發動機評選結果,2L以下排量的獲獎發動機全部是三缸。領克汽車將持續采用電氣化、平臺化策略,開發下一代更高效率的混動系統。


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