后來者居上 全新C4L 1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)解密

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】“PSA的1.2THP是一個(gè)真正具有駕駛樂趣的引擎，特別是它盡可能地在低轉(zhuǎn)速提供充足扭矩。”這是在國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)賽上評(píng)委給1.2THP的評(píng)價(jià)。在國(guó)內(nèi)，法系車從來就沒有受到德系日系那般的“待遇”，沒有太多的狂熱粉絲，更多的都是懂它的人。

　　盡管是三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，綜合實(shí)力并不比四缸差。在國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)賽上，這臺(tái)被安裝在全新C4L上的1.2THP打破了大眾在1.0L-1.4L組別九連冠的美夢(mèng)，并連續(xù)兩年在國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)大獎(jiǎng)賽上以高分奪得榮譽(yù)。

　　這股洪荒之力的爆發(fā)，在其中到底醞釀了哪些大招，讓我們一探究竟吧！

（一）噪音和振動(dòng)

　　眾所周知，一般三缸發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的時(shí)候會(huì)有抖動(dòng)比較大的毛病，但是在我們?cè)囻{全新C4L的這幾天，它的表現(xiàn)并不“三缸”，有時(shí)甚至?xí)涍@臺(tái)車上工作著的是臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于汽車而言，整車NVH最大問題來源都來自發(fā)動(dòng)機(jī)。拿整車NVH來說，全新C4L算是比較優(yōu)秀的，可以看出對(duì)這臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)工程師可真沒少花心思。趕緊先看看今天的主角1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)秀表現(xiàn)是怎么做到的吧。

●　平衡軸&優(yōu)化平衡軸齒輪

　　三缸發(fā)動(dòng)機(jī)由于其自身結(jié)構(gòu)的特性原因，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的1階和2階往復(fù)慣性力矩不平衡，這是導(dǎo)致三缸發(fā)動(dòng)機(jī)平順性不佳的原因。這些振動(dòng)會(huì)通過發(fā)動(dòng)機(jī)懸置傳到車體，給車內(nèi)乘客帶來不舒服的噪音。為了平衡曲軸的振動(dòng)，1.2THP采用了平衡軸。

　　平衡軸驅(qū)動(dòng)輪采用解耦式平衡齒輪，平衡軸的結(jié)構(gòu)原理相比很多人都已經(jīng)了解過，但是1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)上的平衡軸齒輪卻有點(diǎn)特別，被稱為無聲平衡齒輪。

　　外側(cè)同樣是采用常見的金屬材質(zhì)，但仔細(xì)看平衡齒輪的外觀會(huì)發(fā)現(xiàn)齒輪中間有一圈黑色的橡膠。

●　雙質(zhì)量飛輪

　　它將原來的飛輪一分為二，一部分裝于發(fā)動(dòng)機(jī)用于起動(dòng)和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，另一部分裝于變速器用以提高變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，它們通過彈簧扭轉(zhuǎn)減振器連接為一體。

●　大質(zhì)量曲軸皮帶輪

●　封閉式濕式正時(shí)皮帶

　　為了更進(jìn)一步在細(xì)節(jié)上減少發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音，1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)采用了正時(shí)皮帶，而沒有采用正時(shí)鏈條，正常來說一般的正時(shí)皮帶在壽命上的表現(xiàn)確實(shí)不如正時(shí)鏈條，但是正時(shí)皮帶能更好地降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。同時(shí)為了優(yōu)化正時(shí)皮帶的使用壽命，1.2THP的皮帶采用了特殊材料來延長(zhǎng)正時(shí)皮帶的壽命，使全新C4L的正時(shí)皮帶壽命與發(fā)動(dòng)機(jī)壽命相當(dāng)。

　　為了優(yōu)化正時(shí)皮帶的壽命，1.2THP采用了封閉式濕式皮帶，它位于正時(shí)罩蓋缸體內(nèi)部，與潤(rùn)滑油接觸，不僅使用壽命更長(zhǎng)，噪音也更低，摩擦損失也更小。

　　除此之外，在全新C4L上，工程師還對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總成的懸置等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得全新C4L的整體NVH有著良好的水平。

（二）動(dòng)力性

●　競(jìng)品發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)比

　　結(jié)果無需多說，憑借著三缸，1.2THP是怎么做到這個(gè)成績(jī)的呢？

●　渦輪增壓

●　連續(xù)可變進(jìn)排氣正時(shí)系統(tǒng)

　　在可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中，正時(shí)齒輪所帶動(dòng)的齒盤與凸輪軸之間有一定的自由量，在這套系統(tǒng)中，進(jìn)氣凸輪軸可調(diào)整角度為70°，排氣凸輪軸可調(diào)整角度為50°。通過油壓控制齒盤與凸輪軸之間的角度差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門提前或延時(shí)關(guān)閉的效果，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就可根據(jù)轉(zhuǎn)速和工況的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。而大角度的調(diào)節(jié)，可以讓進(jìn)排氣門提前或延時(shí)關(guān)閉的時(shí)間與實(shí)際工況之間有更加好的配合。

●　缸內(nèi)直噴

　　噴油嘴采用的是德爾福提供的五孔噴油嘴在低轉(zhuǎn)速，高負(fù)荷工況下使用3次噴射技術(shù)來降低油耗。缸內(nèi)直噴技術(shù)直接將燃油噴射入缸內(nèi)與空氣混合。而ECU則根據(jù)吸入的空氣量精確地控制燃油和噴射量和噴射時(shí)間，在低負(fù)荷時(shí)降低噴射壓力(100 bars) 避免更多的噴射量偏差 (目的: 保證最小噴射量) ，進(jìn)氣時(shí)第一次為主要噴射。在接近下止點(diǎn)時(shí)二次噴射，大約25%的噴射量, 在上止點(diǎn)90° 前第三次噴射 (根據(jù)點(diǎn)火提前) 大約 10% 的噴射量，精確的高壓燃油噴射系統(tǒng)可以使油氣的霧化和混合效率更加優(yōu)異，使混合氣體燃燒更加充分，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

（三）燃油經(jīng)濟(jì)性

●　輕量化

　　缸蓋采用了鋁合金材料，通過熱處理后，鋁合金缸蓋得到了很高的硬度。缸蓋的優(yōu)化就比使用鑄鐵材料要減輕6.2kg。缸蓋也采用了集成化的設(shè)計(jì)。在小型發(fā)動(dòng)機(jī)上，集成排氣歧管的做法并不少見，集成化可以使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。這種設(shè)計(jì)對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率有很大的幫助，它可以快速地將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度提升到最佳的工作溫度，建立正常油溫，更快地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起到保護(hù)作用，同時(shí)對(duì)尾氣排放和降低油耗起到一定作用。

　1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體采用了T5熱處理(人工時(shí)效)的鑄造技術(shù)，使用的是鋁合金材質(zhì)，并且缸體采用了集成化設(shè)計(jì)，相比1.6L自吸發(fā)動(dòng)機(jī)使用的鑄鐵缸體輕了3.8kg。除此之外，1.2THP活塞、油底殼、氣門室蓋也是采用的鋁合金材料。

●　低摩擦

　　在1.2THP發(fā)動(dòng)機(jī)上多處地方采用了DLC涂層（Diamond-like Carbon），DLC涂層表面呈黑色，具備質(zhì)量穩(wěn)定，與基體結(jié)合力好，耐磨性好，摩擦系數(shù)低，耐腐蝕性好等綜合優(yōu)良性能。

　　活塞軸、環(huán)和挺桿具有低摩擦類金剛石（DLC）涂層處理。除此之外還有一個(gè)非常重要的電控油泵，它保證了高效的潤(rùn)滑管理。

　　1.2THP采用ECU控制連續(xù)可變排量機(jī)油泵，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際需求來供油，可變排量機(jī)油泵的使用可以減少機(jī)油泵在功率輸出上不必要的消耗。

　　可變排量機(jī)油泵能夠根據(jù)不同轉(zhuǎn)速，通過外調(diào)節(jié)環(huán)的滑動(dòng)或者擺動(dòng)，改變其與轉(zhuǎn)子的偏心距，進(jìn)而改變?nèi)~片泵的排量，避免了傳統(tǒng)定排量齒輪機(jī)油泵在高轉(zhuǎn)速下的泵油損耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

●　熱管理

　　ECU控制電控節(jié)溫器，在發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷情況下提前打開節(jié)溫器進(jìn)行冷卻循環(huán)，避免風(fēng)扇啟動(dòng)而節(jié)約燃油。另外還有獨(dú)立的渦輪增壓器電子散熱水泵，缸蓋內(nèi)集成排氣歧管，可以快速提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度，降低油耗和排放；中空充鈉排氣閥，增強(qiáng)氣門表面散熱，提高安全系數(shù)。通過油壓控制齒盤與凸輪軸之間的角度差，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門提前或延時(shí)關(guān)閉的效果，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就可根據(jù)轉(zhuǎn)速和工況的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。

●　總結(jié)：

　　上文我跟各位分享了這套發(fā)動(dòng)機(jī)上的一些亮點(diǎn)技術(shù)，當(dāng)然可能并不完整，在研發(fā)設(shè)計(jì)上有太多太多細(xì)節(jié)是我們沒法了解到的。但它整體上的表現(xiàn)真的讓人出乎意料。雖然這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來的有點(diǎn)晚，但這也沒法掩蓋它“后來者居上”的實(shí)力。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 遲東寧）