[汽車之家 發動機技術] 東南汽車發展至今已經走過了22個年頭,從最初的商用車得利卡到最新推出的小型SUV DX3上,我們可以看到東南汽車一直跟隨著中國汽車業的崛起而穩步發展。在東南汽車的發展歷程中有一個企業扮演了非常重要的角色——它就是一直和東南汽車緊密合作,為其提供發動機產品的航天三菱。隨著航天三菱對日本三菱的發動機研發體系和研發經驗的理解加深,航天三菱近幾年走上了自主研發的道路。率先走向市場的航天三菱自主研發發動機產品就是將搭載于新款DX7車型上的4K20D4T 1.8T發動機。在新款DX7上市前夕,汽車之家有機會深入航天三菱研發中心,了解到一些關于4K20D4T發動機的內幕。
● 航天三菱伴隨不少中國品牌成長
航天三菱發動機目前年產量約為70萬臺,絕大部分是為沒有發動機研發能力或產能不足的中國品牌廠商供貨的。東南汽車目前一年裝車的航天三菱發動機超過15萬臺?梢哉f,沒有航天三菱的發動機,很多中國品牌廠商就沒有今天的規模。
4A91、4A91T、4G63、4G63T發動機占用了航天三菱絕大部分產能。在90年代引入的4G6系列發動機和2007年引入的4A9系列發動機面臨著升級換代的窗口期。將在明年推向市場的4K2系列發動機以及預計在2019年推向市場的4A95TGDI發動機將會成為未來航天三菱在中國發動機市場攻城略地的主力產品。
● 東南汽車與航天三菱的密切關系
東南汽車在歷史上曾與日本三菱汽車有過一段合作時期,而且東南汽車過去的很多車型都是引進自日本三菱汽車。正是這層關系,使得東南汽車采用航天三菱的發動機成為順理成章的事情。
實際上,在2007年從4A9系列發動機正式引入中國市場后,東南汽車和航天三菱就已經緊密合作,航天三菱除了提供發動機產品外,還介入到東南汽車的車型研發,在新車型發動機系統性能優化上作出了較大的貢獻。東南汽車和航天三菱合作無間,使得搭載航天三菱發動機的東南汽車產品在動力系統耐久性和穩定性方面達到同級優秀水平。
后來航天三菱換用最高耐受溫度更高的排氣歧管部件來滿足東南汽車的需求。當然,更換新的排氣歧管后,相關的測試需要重新進行,以保證發動機的性能指標及耐久性能。
● 穩定優先的開發原則
航天三菱在汽車行業里屬于零部件供應商,整車廠商對發動機質量和性能的嚴格監控杜絕了航天三菱發動機在參數上虛標造假的可能性。排放國標的升級、整車廠商對發動機綜合性能(提升動力和耐久性,降低排放、油耗和制造成本)要求的提高以及中國品牌自主研發的新發動機相繼推出,都倒逼著航天三菱加速舊產品升級和新產品研發的步伐。
幾款1.8T發動機參數對比 | ||||
名稱 | 航天三菱4K20D4T 1.8T (基礎款機型) | 大眾EA888 1.8T | 吉利JLE-4G18TDC 1.8T | 長安JL486ZQ2 |
排量(L) | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
進氣形式 | 渦輪增壓 | 渦輪增壓 | 渦輪增壓 | 渦輪增壓 |
供油方式 | 多點電噴 | 缸內直噴 | 缸內直噴 | 多點電噴 |
氣缸排列形式 | L | L | L | L |
氣缸數(個) | 4 | 4 | 4 | 4 |
最大馬力(Ps) | 174 | 180 | 184 | 177 |
最大功率轉速(rpm) | 5500 | 4300-6250 | 5500 | 5000-5500 |
最大扭矩(N·m) | 250 | 300 | 300 | 245 |
最大扭矩轉速(rpm) | 2000-4800 | 1450-4100 | 1750-4000 | 2000-4500 |
燃油標號 | - | 95 | 92 | 92 |
環保標準 | 國五 | 國五 | 國五 | 國五 |
在開發新發動機的過程中,航天三菱經常碰到的是廠家要求的高綜合性能以及低制造成本的矛盾。目前,搭載航天三菱發動機的車型大部分售價在15萬元以下,分攤到發動機總成上面的成本捉襟見肘,片面追求高性能必然會導致耐久性方面的問題。所以,我們通過簡單分析發動機參數就可以看出,航天三菱的發動機產品性能并不突出,只能達到同級競品的平均水平。當然,東南汽車既然對4K20D4T 1.8T發動機的性能有更高的要求,不排除后續搭載在DX7上的4K20D4T 1.8T發動機經過特別調校和部件升級后,動力輸出水平比航天三菱基礎款機型更強,以保持產品在市場上的競爭力。
搭載航天三菱發動機的車型上市后,如果發動機出現任何問題都會被歸因到航天三菱品牌頭上。這樣一來不但消費者對航天三菱發動機失去信心,整車廠商也可能會因此而不再采購航天三菱的產品。
● 日本三菱的研發經驗和體系是關鍵
在早些年,中國品牌還未有發動機自主研發能力,很多所謂的自主研發發動機實際上是仿制日本三菱或者豐田發動機產品的。仿制硬件對于制造業大國中國的企業來說其實并不困難,買一個發動機回來、拆解、測量重要尺寸、加工、裝配就能造出一個和原型機相比八九不離十的發動機硬件。但這些仿制發動機的企業發現,即使為發動機硬件配置和原型機一樣的電控系統也達不到原型機的動力性能、燃油經濟性以及耐久性能等指標。
在裝配方面,發動機上每一個螺栓的緊固扭矩實際上對發動機的NVH、耐久性甚至性能都有影響。螺栓緊固扭力沒有合理設計可能會導致發動機各密封部件密封不良,導致漏氣或者漏液的發生。發動機上有上百顆螺栓,它們把發動機零件組裝成一個整體,不同的螺栓緊固力矩的參數設計都會影響到發動機模態,從而使發動機工作時的振動和聲音表現大不相同。
一款新的發動機產品在研發過程中會遇到非常多的問題,如何去找到問題的根源、用何種方法去解決非常關鍵。成熟的體系和研發經驗能夠讓新產品的問題在研發階段完全暴露出來,并得到有效和快速的解決。所以我們回過頭來看航天三菱的過去的發動機產品,像機油消耗量過大、部件過早損壞的嚴重問題基本沒有,這實際上是靠體系和經驗來保證的。
● 正在進行量產前整機耐久測試的DX7全新1.8T發動機
發動機臺架實驗是發動機研發過程中重要一環。由于目前航天三菱在加快新機型的開發力度,目前臺架實驗室非常忙碌,實驗室內每一個試驗間都排滿了新機型的實驗。在首款搭載航天三菱4K20D4T 1.8T發動機的東南DX7車型上市前,我們有機會進入到航天三菱的發動機臺架實驗室,來參觀這款新發動機整機耐久測試。
按照航天三菱的標準,一次整機綜合耐久測試需要進行398小時,其中包括140小時全速全負荷工況。對于這款4K20D4T 1.8T發動機來說,在全速全負荷的工況下,發動機冷卻液最高溫度達到118℃,發動機機油最高溫度達到158℃,這對于油道、水道、密封件、各運動部件的耐久性是一個非常大的挑戰。
在新發動機開發初期,樣機由于設計、工藝、裝配、零件耐久等原因,在整機綜合耐久測試中較多會遇上的是冷卻液泄漏、機油泄漏的情況,可能引起上述問題的原因很多,零件加工工藝(如缸體端面平整度)、裝配工藝(如裝配方式或螺栓緊固扭矩)、零部件設計等都可能是“罪魁禍首”,必須經過拆解測量分析才能確定問題所在。即便是發動機經過整機耐久測試沒有任何外部損壞。在試驗后的拆解分析中也可能發現氣缸或軸瓦過渡磨損的問題,這些都是影響發動機耐久性的潛在隱患,必須在前期開發時予以排除。
皮帶輪系的設計涉及到發動機艙布置以及發動機運轉時的NVH性能,采用成熟的設計除了能保證其使用效果,也使得發動機能更方便地布置到原來采用航天三菱4G63發動機的車型之上,使得以往的整車設計也能方便地升級新的發動機而無需進行車身結構改動。
4K2系列發動機可以選裝平衡軸來降低發動機運轉振動,提升NVH性能。航天三菱對整車廠商的建議是4K20D4T 1.8T發動機可以不裝配平衡軸,而排量更大的4K21D4T 2.0T和4K22D4T 2.4T發動機運轉振動更大需要裝配平衡軸來保證發動機的NVH性能指標。
受制于成本的限制,4K20D4T發動機并沒有直噴技術以及雙渦管渦輪,而是采用了多點電噴技術以及單渦管渦輪。而為了增強發動機的低轉扭矩表現,該單渦管渦輪的泵輪和葉輪都采用了輕量化設計,可在較低得轉速達到目標增壓值,同時提速響應也會更為迅速。
● 東南DX7全新1.8T的變速箱配置
由于航天三菱4K20D4T 1.8T發動機與上汽齒輪六速雙離合變速箱是一對新的組合,重新匹配工作在所難免。這套新的動力總成究竟有怎樣的表現要等到明年第一季度,DX7 1.8T車型上市后才能揭曉。但東南的調校目標是偏向動力輸出和運動性能的,新車型的加速性能及變速箱響應將是最為值得關注的地方。
● 全文總結:
航天三菱4K20D4T 1.8T發動機是一款值得期待的發動機。它是航天三菱完全自主研發的新一代產品,同時該新款發動機在未來將為眾多沒有發動機研發能力的中國品牌廠商提供競爭力更強的發動機產品,是這些廠商提升產品力的重要一環。這款發動機的性能表現除了受到中國品牌廠商的關注外,也是眾多消費者關注的焦點。而首款搭載航天三菱4K20D4T 1.8T發動機的東南DX7將為大家揭曉性能上所有的疑惑,汽車之家也會第一時間為大家帶來東南DX7 1.8T車型的評測文章,敬請期待。(圖/文/攝/汽車之家 常慶林)
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