了解「中置直噴」,還怕不會選車?

為引擎裝上渦輪增壓器來獲取更大的動力,這在過去幾十年的車壇與改裝界都不是新鮮事。不過,過去採用渦輪設計目的很單純:只為了榨取馬力、提升性能,而近年來車壇掀起的新一波渦輪增壓風潮,卻有截然不同的目標:以節能為目的,實現Downsizing理念。

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所以,未來引擎因渦輪的普及使用,排氣量只會越來越小,就連超過5米長豪華轎車也可能搭載1.5升三缸渦輪引擎,同時為符合未來日益嚴苛的排放法規,輔佐渦輪引擎的新科技成為舉足輕重的角色,一如今天所要探討的通用Ecotec®高效引擎,擁有中置直噴、變排量機油泵、缸蓋和排氣歧管一體化、專利超靜音逆齒鏈式正時鏈條、全鋁分體式缸體等創新技術,其中的中置直噴更是直噴技術中的領先者,這項通用目前全面應用在新一代Ecotec ®家族引擎上的科技,大幅提升了車輛的性能及節能表現。

但要冠上「中置直噴」這4個字,工程師得付出極大心血才能辦到,因為這意味著需要更先進的技術含量和更高的製造工藝。

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中置直噴與缸內直噴對比

一般我們看到的缸內直噴技術高壓噴油嘴都是側裝直噴,在中置直噴技術中,則是透過安裝在活塞頂部(夾角六度)的六孔噴油嘴,並透過更精確的噴注量和更佳的霧化效果,提升燃油經濟性和效能。至於為何鮮少有車廠跟進採用噴油嘴中置直噴?原因在於此技術對於缸體及缸蓋的要求更高,故通用不僅為Ecotec®高效引擎採用鋁質缸體和缸蓋,同時在關鍵部件如活塞、曲軸等均採用高等級材料鍛造或鑄造而成,這些高成本的製造工藝,可不是每家車廠願意投入。

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缸頂中置噴油嘴

當然,就設計上我們不能直接判斷中置直噴就比缸內直噴來得更有效率,如同目前最熱的話題 「麥佛遜獨立懸架和多連桿獨立懸挂哪個好?」,就廣義上來說,多連桿獨立懸挂因複雜結構及高成本等因素,自然能帶來較麥佛遜獨立懸架更高的運動性能,但當聽到保時捷911卻採用麥佛遜獨立懸架時?這論述就變得不是必然,因為還得考量整車的均衡調校及懸架材質。之所以目前通用Ecotec®高效引擎的中置直噴技術能優於大眾TSI引擎的缸內直噴,在於除了噴油嘴角度上的不同之外,通用亦在他處運用了多項先進的引擎技術輔佐。

從結構上,安裝在活塞頂部噴油嘴燃油直噴通過缸內噴射,建立了最高為2900psi(20Mpa)的燃油壓力,在起始分層燃燒和有效的催化器加熱方面更加出色,並藉由更接近的供油點,在進氣衝程內提升進氣與汽油的混合,從而提高了燃燒效能並降低油耗。

相比類似的缸內直噴引擎,噴油嘴中置直噴技術還能夠降低冷啟動時烴的排放。由於噴射進入的燃油蒸發過程能夠降低燃燒室溫度,因而直噴技術引擎可以採用更高的壓縮比設計,也降低了爆震產生的可能性。同時,Ecotec®高效引擎的中置噴油嘴能夠承受更高的壓力和溫度,多孔設計也增強了噴射霧化效果。

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強大的往複運動組件

為了擁有更高的運轉品質,運用中置直噴技術的Ecotec®高效引擎,通過鋁質缸體結構和先進的整體聲學設計、精密設計和製作、優化運轉振動等方式,包含高級鍛鋼材質的曲軸的使用,以提高強度、減少振動,並降低空氣流動噪音和結構噪音,再加上引擎零部件在最終驗收之前還都經過嚴格測試,所以最新這代Ecotec®高效引擎比同類競品引擎安靜6分貝(聲學單位上,3分貝相當於聲音強度降低一倍)。

正因如此,在包括中置缸內直噴、缸蓋和排氣歧管一體化、專利超靜音逆齒鏈式正時鏈條、變排量機油泵、全鋁分體式缸體等先進技術下,讓Ecotec®高效引擎對油品的要求較同級大眾TSI引擎更為寬鬆,能夠使用92號無鉛汽油並符合國5排放標準,自然能替消費者省下不少日常開銷。

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全鋁合金髮動機缸體、下缸體嵌入鑄鐵襯、鍛鋼曲軸、渦輪增壓系統機油泵和平衡軸

新一代雪佛蘭科魯茲是國內首款搭載Ecotec®高效引擎的車型,在1.4T和1.5L兩款全新引擎中,後者1.5L SIDI直噴引擎最高功率為84千瓦,峰值扭矩146N.m。而1.4T直噴渦輪引擎最大功率可達104千瓦,峰值扭矩為235N.m,相較同級大眾EA211 1.4TSI渦輪引擎的96千瓦及225N.m扭矩而言,不光動力性能更為卓越,節能效果也有突出的表現。

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我們讓數字自己說話,新一代科魯茲1.4T車型較上一代科魯茲在冷啟動時排放降低25% 。另外,結合全系列標配的START&STOP智能啟停等節油技術,1.5L車型的整車燃油經濟性也提升了14%-21%,這些亮眼的表現,中置噴射技術功不可沒。

緊接在別克昂科威和威朗車型上的Ecotec® 1.5T SIDI直噴渦輪增壓引擎(20T),可輸出124kW/5600rpm最大功率和250Nm/1700–4400rpm最大扭矩,同樣領先同級對手,併除了擁有上述中置直噴技術所帶來的優點之外,引擎輔以的渦輪採用缸蓋和排氣歧管一體化設計,使得增壓渦輪的位置更靠近引擎,優化了渦輪增壓系統所固有的遲滯現象。同時,渦輪的直徑僅為35mm,低噪音設計的泵輪直徑僅為40mm,這樣的組合幫助1.5T引擎在1600轉時就能夠提供90%最大扭矩。

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在上汽通用汽車的「2020戰略」中,計劃會在2016-2020年,推出13款新引擎、9款新變速箱、10款新能源車型,至2020年SGM產品平均油耗再下降25%-30%,性能平均提升11%。! 這些看似「大膽」的預言,背後是通用巨資投入下著力開發的眾多前瞻科技,中置直噴技術自然是其中之一,在這場引擎科技角逐戰中,通用已然取得了一定的領先優勢。
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