凭借在燃油经济性、动力性、碳排放等多方面的优势,上汽π柴油机成为2020年度“中国心十佳发动机”唯一获奖柴油机,研发团队也取得上海市优秀工作室等多项荣誉。
对内燃机来说,燃油经济性、碳排放、动力性,似乎是一个“不可能三角”,难以兼顾。但是,上汽集团商用车技术中心和上柴动力联合开发的上汽π系列柴油发动机,却使这三者达到完美平衡,不仅提前两年实现了满足全球最严排放法规国六b标准(2019年6月投产),还在N2类的宽体轻客上开出了7.8L/100km的低油耗。
突破自我
走一条创新路
π在数学领域是一个无限不循环小数,寓意着探索边界和无限可能。研发团队同样拥有着无限的探索精神。
相比点燃式的汽油机,压燃式的柴油机喷油轨压要高出约10倍,2000bar以上的轨压,使得柴油机“天生就很吵闹”。
“考虑到用户乘坐车辆时,噪音会产生不良的感知体验,我们决定走一条与众不同的创新之路。”上汽商用车技术中心动力总成与电气化中心执行总监王慧说。
经过长时间的研发,王慧带领团队成员们自主创新地开发了双平衡轴系统、浸入式机油泵等多项技术,其中,发动机NVH(噪声、振动与声振粗糙度)达到了媲美国际竞品的高水平。
然而好景不长,已经送往整车厂的发动机却因为啸叫原因被陆续退了回来。“当时上汽π首发柴油机已经投产,拓展应用机型还在并行开发中,面临生产和研发的双重压力。”王慧回忆,为了解决问题,他们遍寻国内外专家、高校教授,但都表示未遇到过此如此复杂的问题。“于是,我们决心自己干。”
为了解决发动机啸叫问题,研发团队制订了极其严密的计划,每个小时该做什么都在计划中落实:研发团队决定正向分析排查,通过列出DOE试验矩阵,一个一个排查可疑因子,历时3个月,通过2000台以上发动机试验的大数据验证,最终把问题锁定在了一个具体的零件上,从而解决了难题。
“要把不可能变成可能”
当前柴油机用的技术和汽油机技术相互借鉴,汽油机上的领先技术,都逐步应用到柴油机上。研发团队正是把握住这一趋势,历时39个月的开发时间,让大量的新技术得以在上汽π柴油机上应用。
王慧告诉记者,上汽π柴油机是一款4缸直列发动机,最高燃烧爆压可达210bar的柴油机。“燃烧控制好了,柴油发动机的性能才能最优化。”
为了能够让车型搭载更澎湃的动力,上汽π柴油机采用博世2000bar高压共轨系统,并在国内首次使用搭配博世最新一代MD1 ECU控制系统,每次循环可多达8次燃油喷射。
8次喷射是什么概念?“这表示发动机能够使整车实现更好的油门响应和燃油效率,对柴油燃烧精准控制。”王慧说。
同时,在动力性方面,上汽π柴油机采用了一体式两级增压器,可以实现高压、低压两个模式的自由切换,兼顾低速扭矩、快速瞬态响应和高速峰值大扭矩,双增压技术应用将低速扭矩提高15%,功率提升30%。王慧说:“这套方案物超所值。”
“凝心聚力,攻坚克难,把不可能变成可能”,成为上汽π柴油机研发团队的座右铭。在自主创新的道路上,他们通过不断优化设计方案,全方位提升产品性能,成功打破了柴油发动机的“不可能三角”。
保持竞争力
市场前景可观
“上汽π柴油机目前仍处在产品生命周期的上升期中,市场前景可期。”王慧告诉记者。据悉,上市两年多来,上汽π柴油机被广泛应用在轻客、轻卡、MPV、皮卡、SUV、房车等众多车型中,已经积累起一批稳定的客户。
更值得期待的是,由于上汽π柴油机在同级别柴油机中处于绝对领先地位,这两年中还收获了不少来自汽车行业外的客户青睐,“包括游艇、发电站等厂商,都向我们抛来了橄榄枝。”王慧说。
截至目前,上汽π柴油机销量从2019年的8500余台一路攀升,2021年上半年销量超过4万台,累计销量已超过8万台,新增产值累计超8.6亿元。而研发团队也累计完成了17项技术创新及改进项目,成果应用累计给企业带来利润约3095万元。
“目前我们已全面启动了RDE排放升级开发工作,同步开始做国七的技术储备,要真正做到‘量产一代,开发一代,预研一代’,让上汽π柴油机生命周期更长,历久弥新,保持竞争力。”王慧说。随着缺芯问题对整车厂的影响消退、海外市场逐步打开,以及“国六”排放法规的正式实施,上汽π柴油机的销量将再创新高。