浅谈国内高端轻卡发动机的发展
2低油耗,低排放;对于二氧化碳排放,节能也就减排了,但对于目前柴油机排放法规重点关注的氮氧化物和颗粒排放生成的机理上看,节能和减排存在着明显的冲突,即节能不一定减排。
4D30发动机首先对燃烧系统优化提高燃烧效率改善排放,通过稳键的缸内喷嘴和燃烧室计算和试验进行匹配设计,在国IV阶段使用了强效的EGR冷却器及中冷器在改善进气条件,设定相对较高的压缩比,使用经过CFD优化处理的进气歧管改善进气分配等措施.另外通过优化各关键摩擦副减低摩擦来降低油耗,如带滚轮的气门摇臂驱动机构等。通过以上的一些措施平衡节能和减排指标,发动机最低燃油油耗达到了领先的205g/kwh。
同时由于各摩擦副的优化,结合发动机缸体本身的强化设计,曲轴箱通风系统分离效率的性能提高等措施,整机机油消耗达到了0.05-0.08%(机油和消耗燃油的比值)的优异水平,同类机型一般在0.1%左右。

图5 带滚轮的气门摇臂机构
4D30是面向国V国VI排放目标设计的一款发动机,当前在国IV阶段发动机排放控制技术主要路线为EGR加POC颗粒捕捉的方式,该方式的好处是用户不需要为添加尿素而烦恼,且后处理终身免维护。这时有TX会说,SCR不是更省油吗,但其实在国IV阶段,只要发动机技术先进,使用SCR和POC技术路线,总体液体消耗(尿素也是需要银子买)价值量相差甚微。目前在市场上已经得到验证,该排放控制系统安全可靠,不是大家担心的经常堵。该发动机除了满足国IV排放外,同样满足北京环保局发布的WHTC地标排放要求。
3噪音低;4D30发动机前端采用静音链条与无间隙齿轮组合的方式驱动气门正时轮系以及高压油泵、机油泵等附件,即满足柴油机的高可靠性又降低发动机的噪音。

图5 4D30发动机正时轮系
4 强化设计,可靠性好;发动机采用了锻钢曲轴,双支撑强化气缸体,涨断连杆技术,带内冷油道的活塞;确保发动机在输出大功率大扭矩的同时保持良好的发动机可靠性,达到比原有JX493(4JB1)发动机更优良的耐久性,B10寿命达到40万公里。

图6 内冷油道活塞和汽缸盖
随着整个汽车行业的发展以及购买力的提升,未来的轻卡发展趋势必然是朝着高技术方向发展,智能化、功能多元化、舒适化和人性化方向发展,对于动力系统主要体现为动力强劲、低噪声、安全可靠、维修便捷、节能低排放。近年来在柴油机性能控制技术上,我们在迅速拉近与欧美日发达国家的距离,但在一些核心技术领域仍然进步缓慢,如电喷控制技术,共轨系统,发动机可靠性工程等;另外在一些基础材料、加工领域也很薄弱,导致设计的出来而加工不出来的窘境,或者出现可靠性就是没有进口的好这种状况。目前新能源还没有大的突破,还不可能大范围的替代内燃机,所以传统内燃机行业在未来的10年内还大有可为。随着国家对排放和油耗政策的推进,未来5年内,轻卡行业格局势必将发生巨大变化。