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拥有核心技术 长城新一代动力总成发布

  [爱卡汽车 科技频道 原创]

  近日,长城汽车以线上直播的方式,宣布了它的4N20系列发动机、9DCT/9HDCT变速器以及三合一电驱动总成的量产下线,这标志着长城汽车在汽车核心零部件领域取得了关键性技术突破,这也将改变自主品牌车型关键部件受制于人的局面。

  4N20系列发动机

  长城现款2.0T发动机的动力表现已经非常出色,是什么原因让他们考虑开发新的2.0T发动机(4N20系列发动机)呢?目的其实是进一步境地油耗和排放。为此工程师首先想到的便是提高发动机热效率、降低油耗。

长城新4N20发动机 9DCT

长城新4N20发动机 9DCT 长城新4N20发动机 9DCT

  4N20系列发动机设计的压缩比为12:1,这在同级车中算是比较高的,为了解决爆震和早燃问题,发动机使用电子水泵、电子节温器调节冷却系统的温度;水冷中冷器负责冷却进气温度;调整喷油策略,实现在爆震区域多次喷射。

长城新4N20发动机 9DCT侧面喷油嘴在4N20系列发动机上改为顶置喷油器,压力提高到350bar。顶置喷油器距离火花塞更近,更容易混合气的形成和燃烧,提升燃烧稳定性,抑制爆震,降低油耗。

长城新4N20发动机 9DCT高压喷射则可以带来更好的雾化效果,降低颗粒排放;同时还有升级潜力,易实现分层燃。

  米勒循环则通过进气门早关,维持一个较高的膨胀比,以增加做功能力,降低油耗;同时还能够有效降低泵气损失,降低部分负荷油耗;另外减少进气量,换降低进气温度,减少爆震。降低摩擦则是对材料的精益求精,例如活塞环采用低张力+DLC涂层、使用非对称活塞+裙部石墨涂层以及0W-20低粘度机油;同时曲轴偏心设计,还使用静音链正时链条。

长城新4N20发动机 9DCT在缸盖设计上,它内部集成了排气歧管,可以有效减少排气歧管的散热量,提高增压器废气能量利用率;启动时加快暖机时间,改善启动时燃油耗及排放;而如此紧凑的结构,也能降低重量和成本。

长城新4N20发动机 9DCT4N20系列发动机的增压器完全由长城设计并制造,根据不同参数,会有2.5bar和3.2bar两个调校。

长城新4N20发动机 9DCT采用双流道涡壳,电控废气阀,以提高控制的精度和动态响应;6大6小全机加压轮,改善低转动惯量,提升加速响应性。

长城新4N20发动机 9DCT对于燃烧系统,4N20系列发动机减少进排气系统阻力,为此采用了两段式VVL,以兼顾低速扭矩和高速性能。

长城新4N20发动机 9DCT最后一个工程师需要考虑的便是轻量化,4N20系列发动机的缸体为铝合金材质,气门和凸轮轴均为中空材质,进气歧管和缸盖罩为塑料,同时曲轴平衡率、轴颈优化、连杆杆身都得到了优化。最终4N20发动机整机重量同比上代机型降低了10%。

  最终4N20系列发动机的参数大家可以参见下表,热效率达到38.3%,搭载哈弗系列车型相比上代机型油耗降低5~8%。可以说目的达到了,在满足降低油耗和排放的同时,动力表现还有小幅提升。

长城4N20系列发动机技术特征及参数
机型 4N20 4N20A
技术特征 直喷增压汽油机,进/排气VVT、顶置喷油器、电子水泵 直喷增压汽油机,进/排气VVT、顶置喷油器、电子水泵、两级可变VVL
排量 2.0L 2.0L
最大功率(kW/Ps/rpm) 150/204/6000-6300 180/245/5500-6000
峰值扭矩(N·m/rpm) 320/1500-4000rpm 385/1750-4000
缸径*行程(mm) 82*94.6 82*94.6
爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn

  9DCT/9HDCT变速箱

  接下来让我们来看看长城汽车的这台9DCT/9HDCT变速箱。目前长城使用的7DCT成熟度颇高,同时连续三年获得世界十佳变速器的奖项,可以说是叫好又叫做。长城的工程师们通过多年积累的经验,借鉴到9DCT变速器的研发和生产上。从7速升级到9速,更多的原因是性能和燃油经济性的综合考虑 。

长城新4N20发动机 9DCT

  可以非常自豪的说,中国首款的这台9DCT/9HDCT变速器,完全是自主开发生产,包括核心部件例如阀体还有离合器等。具有很高的创新性和高扭矩承受能力;具备机械和液压概念设计和验证能力;在软件方面也完成了自主开发和标定测试;另外还有国人越来越重视的NVH方面,其在研发过程中,就开始注重这方面的提升。

长城新4N20发动机 9DCT

  具体来说,9DCT/9HDCT变速器在性能、体积以及成本这三个方面,有着非常出色的表现。首先说,工程师优化了同步器的结构,第一是可承受的更高的扭矩,提升了54%;第二是更紧凑的空间布局,据悉轴向空间减少5.8mm;同时也带来更轻量化的提升,平均重量降低2.6%。在品质方面,单挡位换挡耐久更是高达58万次。

长城新4N20发动机 9DCT

  最终我们得到的这台9DCT/9HDCT变速器,相比之前长城使用的7DCT,搭载空间几乎相同,承受扭矩范围更高,更多的挡位带来更绵密的换挡感觉和性能表现,但成本基本没有新增。所以我们能看到,受限于发动机舱的体积,这台9DCT/9HDCT变速器因为体积更小,可以搭载排量更大的发动机。而其他车型多是使用1.3T-1.5T这个排量区间。

长城新4N20发动机 9DCT长城的9HDCT变速箱基于9DCT模块化设计,中间增加了P2模块,来负责驱动前桥,如果在后桥加入P4电机,那么最终可以形成发动机+三电机的动力系统,这便是长城全新一代的Pi4平台。搭载这套动力系统的车型将拥有更短的换挡时间和响应速度,同时还有多种驾驶模式可选,包括纯电动、运动、舒适等,并且还设计了弹射起步模式。

长城新4N20发动机 9DCTP2模块拥有3个离合器模块+电机,电机采用S绕组这种更加先进的绕线方式,可产生最大功率120kW@360V。在纯电行驶时,P4电机单独驱动;当需要更多动力时,发动机通过电动机和K0离合器启动,协同工作; 运动+模式下,发动机和前后桥电机共同工作,动力响应将会更加出色。最终可以实现4.77秒的百公里加速表现。

长城新4N20发动机 9DCT

  综合比较来看,相比7DCT变速器,在WLTC工况下,9DCT可以降低7%的油耗,PHEV 9HDCT的节油效果高达70%。

  6001系列电驱动总成的驱动电机

  最后是6001系列电驱动总成的发布。6001系列电驱动总成技术是电机、控制器及减速器集成一体式的三合一电驱动系统。电机采用永磁同步电机、H-Pin绕组、薄硅钢板等新技术和新材料;控制器采用定制化的IGBT和薄膜电容;减速箱采用行星系结构,使系统具备了高功率密度、小型化、NVH性能优良等特点。

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  其中驱动电机有效功率密度达5.6kW/kg,超出国家2020年计划要达成的3.5 kW/kg的目标。电机控制器软件采用AUTOSAR架构,且满足ISO26262 ASIL-C级功能安全等级。可以说,长城汽车未来采用6001系列电驱动总成技术的新能源车型,在最重要的电驱动系统上将更高效、安全、成熟。

  编辑点评:

  长城4N20系列发动机、9DCT/9HDCT变速器以及三合一电驱动总成的量产下线,不单意味着未来会有更多长城的车型使用这套动力系统,同时其他自主品牌或许也会采用这套系统。个人更期待这套系统在节油方面以及动力匹配方面的表现,这将进一步提高长城车型行驶的品质感。

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