[汽車之家 技術] 最近石家莊的天氣一直維持在了38-40℃之間,拍了幾天視頻后覺得體能已經到了極限,領導得知后肯定了我的工作,并鼓勵我一定能做的更好。被表揚后我十分飄飄然,并表示要再接再厲,然后我就被送到了新疆吐魯番參與寶駿510 CVT車型的高溫測試(城市套路深,我想回農村)。正如個人的體能測試一樣,汽車以及其它產品進行高溫測試目的就是發現它在嚴苛的環境下存在的問題并加以解決,保證產品在各種環境下能夠穩定運行。
◆ 測試背景:
我參與的測試時間為2019年7月8日-9日,地點為吐魯番,最高溫度在41-43℃之間,相比上周環境可謂是輕松了不少,車輛目前的高溫標定已經基本完成,進入到了末期的核對、驗證階段。
◆ 高溫地區容易出現的問題
高溫測試項目很多,此次我主要參加了駕駛性、爆震、GPF再生、熱浸四項,其中CVT變速箱首次應用到寶駿510上,國VI發動機也是近期的熱門。因此我會將駕駛性、GPF再生是作為重點為大家介紹。
● 動力系統駕駛性測試
駕駛性是與咱們日常駕駛感受最為接近的部分,考驗的就是車輛在高溫狀態下的實際速比與目標速比的差異,CVT變速箱齒比是通過油液調節的,高溫狀態下油液的特性會發生變化,因此可能會產生實際速比差異過大的情況,影響駕駛性。
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寶駿510實際速比與目標速比的可允許差異為50rpm,咱用實際情況舉例,假設在3擋狀態下以40km/h的速度巡航,發動機轉速的目標值為2000rpm,相同工況下只允許轉速差異在1950-2050rpm之間。
順便提一下,寶駿510 CVT變速箱的速比范圍是0.37-2.65,較為寬泛,變速箱調校偏經濟性,液力變矩器的機械鎖止同樣是偏經濟性的調校,鎖止比較積極。
在閉環穩定工況下,空燃比的允許波動范圍在3%-5%,空燃比是可燃混合氣中空氣質量與燃油質量之比,空燃比是發動機運轉時的一個重要參數,它對尾氣排放、發動機的動力性和經濟性都有很大的影響。得益于ECU的學習程序,發動機能夠根據燃油品質對部分參數如噴油量進行調節,讓空燃比保持在應有的標準以內,學習程序也稱作ECU的自適應程序。
● 爆震測試
爆震是高溫標定測試較為常見的問題,通常情況下車廠為了讓發動機有更好的性能表現和更優秀的燃油經濟性,會將發動機的點火提前角設置的比較靠前,處于爆震的臨界點,不過由于吐魯番高溫干燥,油氣混合體可能會發生不該有的額外點燃現象,爆震按照級別可分為爆震與超級爆震(咱們一般說的爆震都不是超級爆震)。
爆震與早燃導致的超級爆震區別在于,爆震的點燃現象發生在火花塞點火之后,火焰在傳播時又出現了額外的點燃位,零星的輕微爆震是允許的,爆震的標準可用點火提前角衡量,據廠家介紹行業尺度一般為3°,即將點火提前角推遲3°即可消除的爆震,廠家規定寶駿510的標準為1.5°,此次測試偶有出現的爆震級別為0.5°,符合要求。一般來說這個級別的爆震無法感知,如果已經能聽到了,說明爆震現象已經比較嚴重了,處于有問題的狀態。早燃導致的超級爆震,指的是火花塞點火之前混合氣已被燃燒室內的熾熱點點燃或是被壓燃的現象,相比通常意義下的爆震對發動機的傷害更為嚴重,存在損毀發動機的風險。
寶駿510 CVT搭載的是自然吸氣發動機,壓縮比不大,因此新車不太可能出現壓燃現象。在實際用車中,積碳也是爆震、早燃現象發生的主要原因之一。
● GPF再生
目前已經有多個省市實行了國VI排放標準,相比國V各項污染物排放量大幅度嚴苛,為了滿足排放標準,有的廠家研發更好的EGR廢棄再循環系統,也有的在后處理方面下功夫,寶駿510就屬于后者。
GPF根據是否含有涂層分為白載體GPF和涂覆GPF。白載體GPF只具有顆粒物捕集功能,涂覆GPF內部壁面涂層涂有貴金屬和氧化鈰等,排氣穿過通道間的壁面時,氧氣被氧化鈰吸附或釋放,氣態排放物在貴金屬催化劑的幫助下,發生反應生成二氧化碳、氮氣和水,在降低污染排放上更為全面,寶駿510采用的是涂覆GPF。
既然是吸附,總會有滿負荷的情況,GPF的雜質吸附多了除了會喪失過濾功能,還會增加排氣阻力,那么口罩可以洗,GPF如何處理呢?這就說到了GPF的再生功能,“再生”是學術上的術語,大家可以用自清潔來理解再生的過程。GPF就是通過高溫將內部的吸附雜質燃燒掉,進行自我清潔(再生),保持過濾的有效性。
GPF再生條件,在GPF內部溫度約高于550℃時,且氧濃度大于0.5%或缸內過量空氣系數大于1.022時,發生化學反應C+O₂=CO₂,總結下條件就是高溫富氧;在GPF內部溫度高于800℃低氧時,發生水煤氣反應,C+H₂O=CO+H₂。GPF的自清潔是在高溫條件下將碳顆粒soot氧化成氣態排放物CO2或CO排出GPF的過程。需要一提的是,GPF內的灰分是不可被去除的,會一直囤積在GPF中,灰分的產生受機油、汽油品質影響較大,目前寶駿510在行駛20萬公里的耐久試驗中,灰分的累積依然較少,可以繼續使用無需更換。
GPF在高溫狀態下相對高原(低氧)、高寒(低溫)更容易達到再生條件,因此再生不是難點;在高溫情況下需要特別注意的是GPF的溫度,過熱會導致三元催化器的損壞;其次還要驗證主動再生推遲點火提前角、稀釋油氣濃度后是否會對駕駛性造成可感知的影響,其標定值需要考慮到駕駛性等方方面面。
● 熱浸測試
熱浸測試中汽車內的很多零件會變得很熱,在過熱狀態下它們存在失效的風險,亦或是降低周圍零件的性能,導致安全、耐久和保修問題。熱浸試驗的目的就是發現、排除這些隱患,保證車輛的穩定性。熱浸測試包含啟動、轉速監測、電器使用等多項內容。
在設定好噴油補償后,寶駿510的熱浸啟動廠家要求在0.5秒內完成,業內沒有啟動時間的行業標準,啟動效率主要是影響用戶的使用感受。
★ 全文總結:
由于時間原因,我只參與了高溫測試的一部分,工程師還會進行啟動驗證、泄露診斷、催化器實驗、失火驗證等一系列的隱患排查檢測,每一個項目的標定都要經過多次測試、優化、驗證,在此之后工程師還要前往高原、高寒地區進行進一步的測試,工作內容重復性高,能夠在艱苦、枯燥的環境中保持嚴謹的態度,令人敬佩。廠家目前還未公布寶駿510 CVT車型上市的具體時間,不過既然已經在測試路上,相信上市時間計日可待。(文/圖/攝 汽車之家 王鶴璇)
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