小宇宙大爆發(fā) 東風(fēng)雪鐵龍1.2THP發(fā)動機(jī)

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】 三缸發(fā)動機(jī)給人的第一印象往往是廉價低端、動力不足等等。人們甚至恨不得把所有能形容它差的形容詞都用上。其實在技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，這些早已不是問題了。三缸發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況已與其它四缸發(fā)動機(jī)不相上下，更何況這臺1.2THP發(fā)動機(jī)搭載標(biāo)志雪鐵龍（PSA）和BMW聯(lián)合開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)。近日筆者有幸受邀參觀東風(fēng)雪鐵龍位于武漢的發(fā)動機(jī)實驗室和在襄陽的發(fā)動機(jī)工廠，工廠參觀將在另一篇文章帶給大家！下面一起來看看這臺三缸發(fā)動機(jī)的本事吧。

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● 關(guān)于東風(fēng)雪鐵龍1.2THP發(fā)動機(jī)

　　早在2002年，PSA和BMW聯(lián)合開發(fā)了名為“Prince”的發(fā)動機(jī)，其排量為1.4L至1.6L，采用了缸內(nèi)直噴技術(shù)和可變氣門正時技術(shù)。這款“Prince”發(fā)動機(jī)在PSA中官方稱之為THP，而BMW公司的內(nèi)部代號為N13。在后期隨著渦輪增壓技術(shù)的普及，兩家公司著力于1.6THP的研發(fā)。

　　在1.6THP發(fā)動機(jī)獲得成功后，PSA集團(tuán)繼續(xù)發(fā)力1.8L、1.2L這一級別的發(fā)動機(jī)，在1.6THP的研發(fā)經(jīng)驗上，推出了1.8THP發(fā)動機(jī)和1.2THP發(fā)動機(jī)。其中1.2THP發(fā)動機(jī)更是搭載了眾多高新技術(shù)于一身，雖然同樣帶有”THP”之名，但在發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)和設(shè)計上這款發(fā)動機(jī)都有很多獨(dú)特的設(shè)計。

　　這款1.2THP發(fā)動機(jī)早在14年3月份就在歐洲市場投放量產(chǎn)，中國市場則先經(jīng)過3年7個月的時間進(jìn)行適應(yīng)性驗證改進(jìn)后在15年進(jìn)行量產(chǎn)。1.2THP發(fā)動機(jī)在進(jìn)入中國前進(jìn)行的適應(yīng)性試驗，以適應(yīng)中國的環(huán)境條件。它的設(shè)計壽命24萬公里/15年，發(fā)動機(jī)試驗100余臺， 合計 30000小時整車驗證/路試，130臺車,  合計 180 萬公里。

　　目前這款發(fā)動機(jī)已于神龍公司襄陽發(fā)動機(jī)工廠投入生產(chǎn)，首款搭載的車型為東風(fēng)雪鐵龍C4L，后續(xù)將陸陸續(xù)續(xù)搭載在東風(fēng)雪鐵龍的其他車型上。

● 東風(fēng)雪鐵龍1.2THP發(fā)動機(jī)參數(shù)

　　PSA這臺三缸發(fā)動機(jī)在配有渦輪增壓、缸內(nèi)直噴以及雙連續(xù)可變氣門正時技術(shù)下，渦輪在發(fā)動機(jī)1000轉(zhuǎn)就開始介入，1500轉(zhuǎn)就達(dá)到200Nm的扭矩輸出，1750轉(zhuǎn)達(dá)到扭矩峰值230Nm并持續(xù)到3500轉(zhuǎn)。

●競品發(fā)動機(jī)參數(shù)對比

　　
　　從圖表可以看到，1.2THP發(fā)動機(jī)的性能非常厲害，以1.2L排量的發(fā)動機(jī)達(dá)到100KW/230Nm的動力水平，性能趕超部分競爭對手1.4T的發(fā)動機(jī)，甚至秒殺部分2.0L的自然吸氣發(fā)動機(jī)。同時百公里綜合油耗在5.4L兼容歐六排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　到底這臺1.2THP發(fā)動機(jī)采用了哪些高科技的技術(shù)，使得它的性能滿足使用需求的同時有如此低的油耗？下一頁將進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

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●東風(fēng)1.2THP發(fā)動機(jī)的技術(shù)亮點(diǎn)

（1）渦輪增壓、缸內(nèi)直噴技術(shù)

　　1.2THP通過優(yōu)化氣道特性，并帶有創(chuàng)新廢氣旁通閥系統(tǒng)的輕質(zhì)渦輪，1000轉(zhuǎn)就開始介入，1500轉(zhuǎn)就達(dá)到200Nm的扭矩輸出，1750轉(zhuǎn)達(dá)到扭矩峰值230Nm并持續(xù)到3500轉(zhuǎn)。

　　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間，在低負(fù)荷時降低噴射壓力  (100  bars) 避免更多的噴射量偏差 (目的: 保證最小噴射量) 進(jìn)氣時第一次主要噴射。

　　在接近下止點(diǎn)時二次噴射，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)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。

（2）雙連續(xù)可變進(jìn)排氣正時系統(tǒng)

　　標(biāo)致1.2THP發(fā)動機(jī)采用了是D-CVVT連續(xù)雙可變進(jìn)排氣正時系統(tǒng)，這在小排量渦輪機(jī)上比較少見，在可變氣門正時系統(tǒng)中，正時齒輪所帶動的齒盤與凸輪軸之間有一定的自由量。

　　通過油壓控制齒盤與凸輪軸之間的角度差，就能實現(xiàn)對氣門提前或延時關(guān)閉的效果，這樣發(fā)動機(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)動機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。

（3）ECU控制連續(xù)可調(diào)變排量機(jī)油泵 內(nèi)置濕式正時皮帶系統(tǒng)

　　1.2THP采用ECU控制連續(xù)可調(diào)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)的滑動或者擺動，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。

　　而內(nèi)置封閉式濕式正時皮帶設(shè)計可以降低發(fā)動機(jī)噪音，且終生免維護(hù)，免更換，有助于降低消費(fèi)者的后期使用成本。

（4）全鋁缸體、集成化氣缸蓋

　　全鋁發(fā)動機(jī)，通常使用在高級轎車上，其質(zhì)量小、散熱性能優(yōu)越的特點(diǎn)，對汽車的輕量化和燃油經(jīng)濟(jì)性有很大幫助。而此次THP系列發(fā)動機(jī)均采用全鋁合金缸體，對比仍在采用鑄鐵缸體的廠商，顯得誠意十足。并通過優(yōu)化活塞結(jié)構(gòu)，去除活塞環(huán)支撐區(qū)域背部質(zhì)量，降低活塞重量，減少摩擦損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　高度集成化的設(shè)計，將排氣歧管集成在氣缸蓋上，在提高渦輪效率的同時還節(jié)省了空間，使發(fā)動機(jī)能更快地達(dá)到工作溫度，但同時對發(fā)動機(jī)的冷卻要求更高。設(shè)計人員通過優(yōu)化的冷卻水道系統(tǒng)滿足了燃燒室區(qū)域和集成式排氣歧管的冷卻要求。

（5）DLC涂層、中空充鈉氣門

　　1.2THP發(fā)動機(jī)的氣門搖臂，氣門挺柱，活塞銷，活塞環(huán)還采用了類金剛石涂層，簡稱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。

　　而挺柱、活塞裙部做DLC涂層處理后表面摩擦系數(shù)顯著降低，硬度較高，顯著提高挺桿表面的耐磨性，大大減少凸輪與挺桿表面的摩擦損耗。在降低工作噪音的同時，也減少了發(fā)動機(jī)動力消耗，從而達(dá)到減少油耗的目的，降低用車成本。

　　目前，較多發(fā)動機(jī)均已配備中空充鈉氣門，尤其是新機(jī)型，而保證挖空的氣門桿剛度技術(shù)難度較高，導(dǎo)致制造工藝及成本相應(yīng)提高。中空充鈉氣門的氣門桿中間空心，用金屬鈉填充滿，氣門開閉時金屬鈉可以在氣桿內(nèi)上下流動，因其比熱容非常高，熔點(diǎn)為132度，沸點(diǎn)為880度，可以吸收氣門頭部大量熱量，并流到氣門桿下端經(jīng)冷卻水散熱，達(dá)到冷卻氣門的效果。即使環(huán)境溫度超過900度時，使用性能依然出色。

（6）雙質(zhì)量飛輪 單平衡軸

　　雙質(zhì)量飛輪布置于發(fā)動機(jī)輸出軸和變速箱之間，通過特殊設(shè)計的雙質(zhì)量剛度-阻尼系統(tǒng)，能顯著降低發(fā)動機(jī)輸出給傳動軸的轉(zhuǎn)動不均勻性，提高舒適性。它將原來的飛輪一分為二，一部分裝于發(fā)動機(jī)用于起動和傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動扭矩，另一部分裝于變速器用以提高變速器的轉(zhuǎn)動慣量，它們通過彈簧扭轉(zhuǎn)減振器連接為一體。

　　單平衡軸是一個裝有偏心重塊，通過齒輪傳動隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸，利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動力，平衡掉大部分的振動，使發(fā)動機(jī)獲得良好的平衡，降低發(fā)動機(jī)的振動。

（7）熱量管理系統(tǒng)

　　ECU控制電控節(jié)溫器，在發(fā)動機(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)。

　　總結(jié)：1.2THP發(fā)動機(jī)，搭載了眾多高科技技術(shù)于一身，在保證了動力充沛的同時，又確保了其燃油經(jīng)濟(jì)性。眾多新技術(shù)的應(yīng)用，使得1.2THP能夠趕超1.4T以及部分2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)。而單軸平衡軸系統(tǒng)、雙質(zhì)量飛輪技術(shù)的運(yùn)用，有效地提高了發(fā)動機(jī)的平順性，也掃除部分朋友對三缸發(fā)動機(jī)的質(zhì)疑。未來會有更多的東風(fēng)雪鐵龍車型搭載該款發(fā)動機(jī)，相信該款發(fā)動機(jī)會成為如今嚴(yán)苛的排放法規(guī)下的標(biāo)桿發(fā)動機(jī)。