乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展20151020

1、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展屈 偉2015年10月22日目 錄一三總結(jié)二一、長(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介控股子公司.40余家員工數(shù)量.70000余人轎車、SUV、皮卡長(zhǎng)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(dòng)機(jī)、變速器等核心零部件研發(fā)生產(chǎn)能力1/30一、長(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介長(zhǎng)城汽車經(jīng)營(yíng)穩(wěn)健，連續(xù)10余年創(chuàng)造高增長(zhǎng)和高盈利的業(yè)績(jī)今年1-6月份營(yíng)業(yè)額達(dá)到371.15億元，凈利潤(rùn)47.17億元2015年1-9月份實(shí)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?duì)I業(yè)額凈利潤(rùn)2/30一、長(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介動(dòng)力研究院隸屬于長(zhǎng)城汽車股份有限公司，承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)新品研發(fā)動(dòng)研現(xiàn)有員工1000余人，業(yè)務(wù)包括整機(jī)、零部件開發(fā)，供應(yīng)商開發(fā)和管理，樣機(jī)裝配、試驗(yàn)、標(biāo)定，整機(jī)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(chǎng)動(dòng)力模塊動(dòng)力研究院動(dòng)力事業(yè)部定興分公司天津分公司動(dòng)力事業(yè)部徐水分公司動(dòng)力事業(yè)部3/30一、長(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介發(fā)動(dòng)機(jī)自主開發(fā)能力基于PRO-E設(shè)計(jì)平臺(tái)的Top-Down模塊協(xié)同設(shè)計(jì)完全

3、的3D/2D數(shù)字化設(shè)計(jì)整車匹配分析發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)、仿真、試驗(yàn)、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)建立70余款樣機(jī)的標(biāo)桿數(shù)據(jù)庫，指導(dǎo)整機(jī)、系統(tǒng)及零部件設(shè)計(jì)5/30一、長(zhǎng)城汽車簡(jiǎn)介零部件單體試驗(yàn)整機(jī)性能開發(fā)、標(biāo)定排放測(cè)試整機(jī)可靠性試驗(yàn)燃燒系統(tǒng)開發(fā)NVH測(cè)試、驗(yàn)證benchmark數(shù)據(jù)采集發(fā)動(dòng)機(jī)自主開發(fā)能力6/30二、乘用車柴油機(jī)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(jī)研發(fā)進(jìn)展 型號(hào)1.5L2.0L3.0L發(fā)動(dòng)機(jī)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(guó)五國(guó)四、國(guó)五國(guó)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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L B版本柴油機(jī)萬有特性9/30二、乘用車柴油機(jī)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(duì)國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)，后處理采用DOC針對(duì)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)，后處理采用DOC+DPF10/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展排放技術(shù)路線針對(duì)國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)LTC低溫燃燒技術(shù)進(jìn)行了研究采用高低壓EGR，并對(duì)噴射策略進(jìn)行優(yōu)化，降低了缸內(nèi)NOx、Soot的產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jì)算LTC+車型16.7661.8222.532.51.73二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L柴油機(jī)形成了不同動(dòng)力和滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列ABC上市時(shí)間：2010年8月排放：國(guó)四（國(guó)五）上市時(shí)間：2015年12月排放：國(guó)四、國(guó)五上市時(shí)間：2017年3月排放：國(guó)四、國(guó)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(shí)際油耗（L/km）6.76.88.14-計(jì)算值8.61-計(jì)算值排量L功率版本2.0110kWA120kWB140kWC12/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)外觀圖片A/B版本C版本13/30二、乘用車柴油機(jī)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(guó)內(nèi)國(guó)外2.0L系列柴油機(jī)標(biāo)桿對(duì)比14/30雙頂置凸輪軸滾子搖臂液壓挺柱二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)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(gè)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(gè)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(jī)型最多可實(shí)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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)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(tái)錐角，促進(jìn)油氣的良好混合，提高經(jīng)濟(jì)性，通過此項(xiàng)優(yōu)化，版本C降低燃油消耗12%項(xiàng)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(tái)錐角112.62111.95118.4217/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系

10、列柴油機(jī)氣道的演變機(jī)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(gè)螺旋氣道一個(gè)切向氣道，版本C機(jī)型渦流比減小了11%，流量系數(shù)增大了20%，保證了機(jī)型對(duì)進(jìn)氣量的需求18/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展機(jī)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(jī)構(gòu)無有有2.0L系列柴油機(jī)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(dòng)排放，利于滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)要求19/30二、乘

11、用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展項(xiàng)目/機(jī)型版本A版本B版本C類型VGTVGTWGT+WGT級(jí)數(shù)單級(jí)單級(jí)兩級(jí)控制方式真空電控真空最大壓比3.554.0高壓級(jí)3.0/低壓級(jí)4.02.0L系列柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的演變?cè)鰤浩鞯膬?yōu)化提高了控制精度，流量及壓比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能20/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)機(jī)油泵的演變機(jī)型版本A版本B版本C機(jī)油泵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子機(jī)油泵（定量）葉片機(jī)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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)輕量化及減摩擦應(yīng)用機(jī)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(dòng)機(jī)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(jì) 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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)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(dòng)機(jī)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(jí)/dB(A怠速各面輻射噪聲值對(duì)比23/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)標(biāo)定策略對(duì)NVH性能的影響整機(jī)dB(A)7271.371.27170.97170.570.970.870.570.5燃燒Db

14、72.671.770.670.267.465.663.865.367.569.7870.351001514131211.51110.5109.59626466687072746969.57070.57171.57272.573噪聲值噪聲隨節(jié)氣門開度變化25/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)標(biāo)定策略對(duì)NVH性能的影響79.081.083.085.087.089.091.093.095.097.099.08311003110212001300140115011602169918001901200221002198230024002499259727022798290030003100

15、320233023402350036013699380238984002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(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)NVH性能的影響27/30二、乘用車柴油機(jī)研發(fā)進(jìn)展2.0L系列柴油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)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(zhǎng)城汽車一直致力于乘用車柴油機(jī)研發(fā)，目前滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)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(jī)的熱效率及清潔燃燒，通過對(duì)氣道、燃燒室、增壓、潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)可變控制、機(jī)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