乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展20151020

1、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展屈 偉2015年10月22日目 錄一三總結(jié)二一、長城汽車簡介控股子公司.40余家員工數(shù)量.70000余人轎車、SUV、皮卡長城汽車股份有限公司是一家A+H股上市企業(yè)，具備整車、發(fā)動機、變速器等核心零部件研發(fā)生產(chǎn)能力1/30一、長城汽車簡介長城汽車經(jīng)營穩(wěn)健，連續(xù)10余年創(chuàng)造高增長和高盈利的業(yè)績今年1-6月份營業(yè)額達(dá)到371.15億元，凈利潤47.17億元2015年1-9月份實現(xiàn)銷量58.66萬輛，同比增15.37%1213263732384979841282293004325686251135547951027345783800100200300400500600700200

2、0年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年營業(yè)額凈利潤2/30一、長城汽車簡介動力研究院隸屬于長城汽車股份有限公司，承擔(dān)發(fā)動機新品研發(fā)動研現(xiàn)有員工1000余人，業(yè)務(wù)包括整機、零部件開發(fā)，供應(yīng)商開發(fā)和管理，樣機裝配、試驗、標(biāo)定，整機搭載整車等開發(fā)的 4G15、 4G15T、4C20、4D20、4D20D等產(chǎn)品已批量投放市場動力模塊動力研究院動力事業(yè)部定興分公司天津分公司動力事業(yè)部徐水分公司動力事業(yè)部3/30一、長城汽車簡介發(fā)動機自主開發(fā)能力基于PRO-E設(shè)計平臺的Top-Down模塊協(xié)同設(shè)計完全

3、的3D/2D數(shù)字化設(shè)計整車匹配分析發(fā)動機性能分析CFD分析標(biāo)定優(yōu)化仿真零部件結(jié)構(gòu)分析4/30一、長城汽車簡介發(fā)動機自主開發(fā)能力完備的NVH開發(fā)流程-設(shè)定目標(biāo)、目標(biāo)分解、設(shè)計、仿真、試驗、驗證等環(huán)節(jié)建立70余款樣機的標(biāo)桿數(shù)據(jù)庫，指導(dǎo)整機、系統(tǒng)及零部件設(shè)計5/30一、長城汽車簡介零部件單體試驗整機性能開發(fā)、標(biāo)定排放測試整機可靠性試驗燃燒系統(tǒng)開發(fā)NVH測試、驗證benchmark數(shù)據(jù)采集發(fā)動機自主開發(fā)能力6/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展排量(L)缸數(shù)最大凈功率(kw/rpm)最大凈扭矩(Nm)1.5485/3600285/（1500-2500）2.04版本A110/4000310/（1800-280

4、0）版本B120/4000350/（1600-2800）版本C140/4000420/（1400-2400）3.06210/4000650/（1400-2400）7/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展 型號1.5L2.0L3.0L發(fā)動機類型直列四缸直列四缸直列六缸排量1.4981.9962.994缸徑行程7976.483.19283.192缸心距889692壓縮比16.216.716.2排放水平國五國四、國五國五主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)8/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L B版本柴油機萬有特性9/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展排放技術(shù)路線NOx（mg/km）NOx+HC（mg/km）CO（mg/k

5、m）PN（Nb/km）歐五限值18023050061011版本A140.41611011.561011版本B136.8154.1951.321011版本C131.4156.41600.721011針對國四排放標(biāo)準(zhǔn)，后處理采用DOC針對國五排放標(biāo)準(zhǔn)，后處理采用DOC+DPF10/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展排放技術(shù)路線針對國六排放標(biāo)準(zhǔn)，對LTC低溫燃燒技術(shù)進(jìn)行了研究采用高低壓EGR，并對噴射策略進(jìn)行優(yōu)化，降低了缸內(nèi)NOx、Soot的產(chǎn)生，實驗室數(shù)據(jù)表明無需NOx后處理即可滿足歐六排放標(biāo)準(zhǔn)要求目前在歐五排放基礎(chǔ)上，NOx降低55%，Soot、油耗與歐五水平基本一致11/30排放FUELNO xCO

6、HCPM備 注柴油機L/100kmmg/kmmg/kmmg/kmmg/km歐五限值180500504.5歐六限值80500904.51.5L歐5+車型16.76151240.32.36DOC/DPF處理效率按照90%計算LTC+車型16.7661.8222.532.51.73二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L柴油機形成了不同動力和滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列ABC上市時間：2010年8月排放：國四（國五）上市時間：2015年12月排放：國四、國五上市時間：2017年3月排放：國四、國五配 置A+車型1B+車型2C+車型3C+車型4整備質(zhì)量1715182522952395法規(guī)限值（L/km）8.58

7、.911.211.2實際油耗（L/km）6.76.88.14-計算值8.61-計算值排量L功率版本2.0110kWA120kWB140kWC12/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機外觀圖片A/B版本C版本13/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展55607051554954646555605552708089155175210153156142184178175176170160160233226254050100150200250300350400ABC標(biāo)桿1標(biāo)桿2標(biāo)桿3路虎神行者 2.2大眾jetta 2.0寶馬 2.0沃爾沃 2.0福特蒙迪歐 2.0TCI大眾GOLF 2.0TDI標(biāo)

8、致508 2.0 Hdi奔馳OM651寶馬N47D20大眾BI-Turbo國內(nèi)國外2.0L系列柴油機標(biāo)桿對比14/30雙頂置凸輪軸滾子搖臂液壓挺柱二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機零部件漲斷連桿高壓共軌電控系統(tǒng)平衡軸鋁合金缸蓋平分式缸體下缸體增壓器15/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機共軌系統(tǒng)的演變零部件參 數(shù)版本A版本B版本C噴油器噴射壓力（bar）160018002000噴孔個數(shù)778預(yù)噴間隔（ms）0.080.0670.04最小噴油（mg/str）0.80.50.5ECU支持預(yù)噴次數(shù)（次）223支持預(yù)噴間隔（ms）0.80.350.35共軌系統(tǒng)通過提高軌壓、增加噴孔

9、個數(shù)，油氣霧化效果得到改善預(yù)噴最小間隔、最小油量的減小，精確控制多次噴射，改善排放和燃燒噪聲；版本C機型最多可實現(xiàn)3次預(yù)噴，排放物降低約10%，燃燒噪聲降低約2dB16/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機燃燒室的演變CAB通過增大縮口比，口徑比，適當(dāng)減小徑深比，優(yōu)化臺錐角，促進(jìn)油氣的良好混合，提高經(jīng)濟(jì)性，通過此項優(yōu)化，版本C降低燃油消耗12%項目版本A版本B版本C名稱16.716.316.2縮口比0.8780.8900.920口徑比0.6310.6570.664深徑比0.2830.2560.240臺錐角112.62111.95118.4217/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系

10、列柴油機氣道的演變機型版本A版本B版本C氣道類型雙螺旋切向+螺旋（電控可變渦流閥）流量系數(shù)0.30.2-0.36渦流比1.81.6-2.9氣道由雙螺旋氣道改進(jìn)為一個螺旋氣道一個切向氣道，版本C機型渦流比減小了11%，流量系數(shù)增大了20%，保證了機型對進(jìn)氣量的需求18/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展機型版本A版本B版本CEGR系統(tǒng)形式組合式組合式集成式EGR閥形式冷端閥冷端閥熱端閥廢氣旁通機構(gòu)無有有2.0L系列柴油機EGR系統(tǒng)的演變EGR閥EGR冷卻器EGR閥EGR冷卻器EGR廢氣旁通EGR冷卻器EGR閥EGR廢氣旁通EGR系統(tǒng)增加廢氣旁通，改善冷啟動排放，利于滿足國五排放標(biāo)準(zhǔn)要求19/30二、乘

11、用車柴油機研發(fā)進(jìn)展項目/機型版本A版本B版本C類型VGTVGTWGT+WGT級數(shù)單級單級兩級控制方式真空電控真空最大壓比3.554.0高壓級3.0/低壓級4.02.0L系列柴油機增壓系統(tǒng)的演變增壓器的優(yōu)化提高了控制精度，流量及壓比，提高發(fā)動機的性能20/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機機油泵的演變機型版本A版本B版本C機油泵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子機油泵（定量）葉片機油泵（變量）流量60L/min55L/min版本C將定量泵改為變量泵，降低燃油消耗約1.5%21/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機輕量化及減摩擦應(yīng)用機型版本A版本B版本C缸體壁厚5mm壁厚5mm壁厚4mm曲軸8平衡塊4

12、平衡塊4平衡塊 凸輪軸鑄造中空組合中空組合 進(jìn)氣歧管 鑄鋁鑄鋁塑料氣缸蓋罩鑄鋁鑄鋁塑料發(fā)動機懸置鑄鋼鑄鋁鑄鋁活塞石墨涂層石墨涂層石墨涂層活塞銷無涂層DLC涂層DLC涂層活塞環(huán)氮化處理PVD涂層 PVD涂層+低張力設(shè)計 缸套珩磨普通珩磨壓板珩磨壓板珩磨22/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機NVH性能的開發(fā)標(biāo)桿14576.467.864.564.3標(biāo)桿244.374.868.865.163.7版本B+某車型144.578.267.163.763.9版本B+某車型245.476.167.763.462.6駕駛員右耳發(fā)動機頂部車前車左車右30.0 40.0 50.0 60.0 70.0

13、80.0 90.0 噪聲聲壓級/dB(A怠速各面輻射噪聲值對比23/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機NVH性能的開發(fā)4000100020003000120014001600180022002400260028003200340036003800r pmRpm Ext r ( T1)85405060708045556575434853586368737883dB( A)Pa3檔加速標(biāo)桿1標(biāo)桿2版本B+某車型124/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機標(biāo)定策略對NVH性能的影響整機dB(A)7271.371.27170.97170.570.970.870.570.5燃燒Db

14、72.671.770.670.267.465.663.865.367.569.783 70.3531001514131211.51110.5109.59626466687072746969.57070.57171.57272.573噪聲值噪聲隨節(jié)氣門開度變化25/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機標(biāo)定策略對NVH性能的影響79.081.083.085.087.089.091.093.095.097.099.08311003110212001300140115011602169918001901200221002198230024002499259727022798290030003

15、100320233023402350036013699380238984002燃燒噪聲dB三檔全負(fù)荷加速原始優(yōu)化26/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機結(jié)構(gòu)設(shè)計對NVH性能的影響27/30二、乘用車柴油機研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機結(jié)構(gòu)設(shè)計對NVH性能的影響4 0 0 01 0 0 02 0 0 03 0 0 01 4 0 02 4 0 03 4 0 0r p mT a c h o 1 ( T 1 )9 16 57 08 06 87 27 47 67 88 28 48 68 8dB(A)Pa1 . 0 00 . 0 0Amplitude3 4 0 01 0 9 3 . 38 68 57 3 . 97 0 . 5FO v e r a ll le v e l 頂 部 1 米 ( A )1 - 原 狀 態(tài) 凸 輪 軸 齒 輪FO v e r a ll le v e l 頂 部 1 米 ( A )2 - 齒 輪 間 隙 0 . 0 428/30三、總結(jié)長城汽車一直致力于乘用車柴油機研發(fā)，目前滿足國五排放標(biāo)準(zhǔn)和中國四階段油耗法規(guī)的柴油乘用車已具備批產(chǎn)條件；為提升柴油機的熱效率及清潔燃燒，通過對氣道、燃燒室、增壓、潤滑冷卻系統(tǒng)可變控制、機內(nèi)凈化、減重、降摩擦等技術(shù)進(jìn)行研究，成果將應(yīng)用于后續(xù)研發(fā)的