以一己之力改写小排量柴油机格局,全柴的两气门产品一度被视为“异类”,更有人认为其爆红靠的是运气。
事实上,争议或许能带来流量,但影响力的提升从来不靠争议,细想一下,如果两气门产品容易被复刻,那么在全柴Q23爆红之后,市面上必定涌现大量同类产品,但从目前的情况看,尚没有品牌能复刻全柴的成功之路。为此,全柴技术负责人为我们揭开全柴两气门产品的爆红密码。
深挖研发思维 实现多个“首创”
众所周知,国六标准可谓“史上最严”,相关管理部门会对排放进行监控,车辆本身也会实时上传数据,一旦排放超标就会报故障码、限速限扭,给用户造成困扰。
“全柴两气门国六产品基于国四本体而来,但并不是简单的继承,而是有质的变化。”该负责人告诉记者。产品研发实现多个“首创”,造就了Q23不俗的产品力,全柴Q23获得2022年度中国机械工业科学技术奖二等奖。
全柴Q23-115E60 115马力 2.3L 国六 柴油发动机
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首创1:Q23发动机是国内首家2气门轻型商用车国六动力,性能指标行业领先,国际先进。
运用先进的性能仿真和燃烧数值模拟优化技术手段,采用多孔多次喷射系统、结合改善喷雾和油气混合、双涡流燃烧室、先进的热管理技术、高效增压器、高爆压、高轨压、AVL CAMEO DOE等先进的燃烧技术,在Q23发动机上实现了高功率密度、高燃油经济性、高NVH性能和低排放。
发动机最高功率136马力,最大扭矩380N.m,升功率44kW/L,升扭矩165N.m/L, 整车排放达国六b阶段要求,该款发动机性能和排放指标超越市场主流4气门发动机。
燃油经济区域宽广,发动机高效节能,整车油耗轻松满足三阶段要求,部分车型可直达四阶段油耗标准。
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图1、图2,Q23 2000转150N.m点工况DOE
首创2:突破技术瓶颈和国外垄断,实现国内首家采用国产关键零部件批产的多元双组合国六动力。
针对不同的应用场景,Q23发动机采取了两种技术路线来适应市场需求: EGR路线(配置:EGR+DOC+DPF+SCR+ASC)和高效SCR路线(配置:DOC+DPF+SCR+ASC)、ECU控制单元和燃油系统上采用博世共轨与国产共轨(钧风电控)组合、尿素喷射系统上采用博世与国产系统组合、后处理器载体材料上采用进口与国产载体组合,根据市场需求,开发出适配能力超强的多元双组合的车用国六发动机。突破国外巨头企业的技术垄断,实现ECU控制单元,燃油系统,后处理系统等关键零部件技术自主控制。
首创3:国内首创取消PM传感器,引领国六轻型商用车柴油动力技术路线。
通过先进的性能仿真手段和高超的标定技术,不断改进喷射策略和气道参数,实现油气混合均匀,燃烧充分,达到了超低的发动机颗粒物机内净化,符合法规取消PM传感器的条件,在国内同类机型开创性地取消了PM (颗粒物)传感器,实现了单台发动机较竞品的成本优势。
首创4:先进的后处理技术和软件控制策略,适应中国不同路况和燃油品质的碳载量模型及再生控制策略,系统适应能力强、可靠性好。
DOC方面,应用分区涂敷技术,提升了CO、HC低温起燃能力,降低贵金属降本后性能反而更优;
DPF方面,开发了先进的软件控制策略,为适应中国地域广阔(海拔差异、温度差异)和油品质量参差不齐,开发出轻型商用车专用自适应的累碳模型,按车速和排温分区标定,适应不同路况和海拔,精确预测DPF累碳量,结合快速累碳策略、加强型被动再生策略、阶梯式T5热管理、三级DPF保护及T6温度保护等策略,并把处理器压差流阻作为最后防火墙,有效避免了DPF过载烧毁风险,极大的提高了轻型商用车国六后处理的可靠性;
图3
图3、图4:累碳分区和加强型被动再生策略
SCR及ASC催化剂方面,通过一步合成法生成分子筛材料和分层涂覆法,提高了后处理涂覆的性能和耐久性,即使催化器尺寸进一步缩减,催化器性能仍然可以确保。
以上首创的研发技术创新,技术研判,只是全柴两气门国六产品力的冰山一角。如国四、国五时期曾一度占据轻卡50%动力份额的4JB1,也是两气门,一度想升级成国六,但是由于技术落后,性能跟不上市场需求,现在基本全军覆没。该负责人坦言,他并不担心“自曝”技术细节会招来跟随模仿,只因为日复一日的精进难以复制,而这,才是全柴两气门的成功之道!
用最经济的成本做最有用的事,既实现排放达标,又在继承性、价格成本、服务成本、市场延续性、后期维护成本等多方面占优,走两气门路线的全柴,并非离经叛道,而是实力使然。
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