[doc] 别克君威轿车20L发动机的构造特点、环保与节能技术

[doc] 别克君威轿车20L发动机的构造特点、环保与节能技术 别克君威轿车2.0L发动机的构造特点、环 保与节能技术 瑟 别克君威轿车2.0L发动机的 构造特点,环保和节能技术 史路(上海通用汽车有限公司) 【摘要】文章介绍了2003年初新上市的RegalG2.0型别克君威轿车动力总成(即发动机和变速器及其 管理系统)主要零部件的构造和工艺特点,动力总成管理系统的主要配置;阐述了为使动力总成适用于中国使 用的特定环境工况而进行的环保和节能等性能的标定技术. 【主题词】发动机轿车动力总成 1概论 上海通用汽车有限公司生产的新型别克君威 轿车RegalG2.0型采用了性能卓越的动力总成 (即发动机和变速器及其控制系统),它是专门为 适用于中国市场而全新开发设计定型的产品,并 具有国际9O年代末先进技术水平.发动机选用 了源于德国Opel公司原设计的L34型2.OL直列 四缸,双顶置凸轮轴DOHC,内置式曲轴驱动双平 衡轴,多点燃油电控顺序喷射系统的高速车用汽 油机.变速器选用了由瑞典的GM全资子公司 SAAB制造的F25型五档手动变速器. 由美国Delphi公司制造的新一代HV2dO型 发动机控制模块(ECM)是整车行驶的加速动力 性,油耗经济性,排放环保性等综合性能的最高级 控制中枢.它从2001年起历经1年多的中外双 方产品工程师的数次软件开发和标定,通过整车 试验和验证,最终成功地统一管理发动机和整车 车身,制动,安全气囊和电器等各大系统及其模 块,并能充分有效发挥各自功能,在中国市场使用 环境中成为运行可靠的整车控制中心. 收稿日期:2002—12—16 上海汽车2003.6 22.0LL34型发动机 RegalG2.0型别克君威轿车选用的2.0LL34 型发动机为直列四缸,双顶置凸轮轴,水冷,四冲 程汽油机.它采用了由ECM统一控制的多点燃 油顺序喷射和点火模块系统,配有符合”欧洲? 号”汽车废气和燃油蒸发排放标准的技术和装置, 例如曲轴箱强制通风阀,三元催化转化器,氧传感 器和活性碳罐及其燃油蒸气吸脱附电磁阀等排放 闭环控制系统.2.0LL34型发动机主要结构参数 和性能指标见表1. 表1 项目发动机参数和性能指标 缸径×冲程(mm)86×86 压缩比9.6:1 额定功率(kW) 91/5400 (r/min) 最大扭矩(Nm) 180/4OOO (r/min) 全负荷最低比油耗(g/kWh)26O 发动机质量(kg)130 2.1I34型发动机主要零部件的设计构造和工艺 ? 29? (1)缸体(图1)——直列四缸薄壁式灰铁沙 芯重力浇铸,缸体主油道优先供油系统,低摩擦液 压挺杆. 图1I34型发动机的缸体和 曲轴,飞轮总成 (2)缸盖——重力浇铸铝合金缸盖,粉末冶金 气门导管和座圈,椭圆截面锥形气门弹簧,双顶置 式气门结构能使扭矩增大,起步性能好. (3)曲轴——内部平衡式球墨铁重力浇铸曲 轴,外接减扭振平衡皮带驱动轮,配置曲轴位置传 感器. (4)内置式曲轴驱动双平衡轴(曲轴平衡器) (图2) 图2I34型发动机的曲轴平衡器总成 (5)活塞和连杆(图3)——铝合金浇铸,轻 质,无支撑,少裙边,低阻力,高散热式活塞;可锻 铸铁连杆,连杆大头断面为粉末状. ? 3O? (6)凸轮轴(图4)——整体式重力浇铸凸轮 轴,凸轮举升高,搭接低,可使发动机性能提高,怠 速稳定. 图3I34型发动机的活塞和连杆 图4I34型发动机的双凸轮轴和 定时齿形皮带 (7)油底壳——铝合金压铸油底壳. (8)进气歧管——铝合金压铸进气歧管. (9)排气歧管——重力浇铸灰铁排气歧管. (10)定时传动和附件驱动——定时齿形皮带 和曲轴,凸轮轴粉末冶金带轮;多锲式橡胶驱动皮 带(曲轴减振皮带轮,交流发电机,冷却水泵,动 力转向泵,空调压缩机,和张紧轮). (11)机油冷却器. (12)离合器一单片,干式,膜片弹簧,从动盘 上海汽车2003.6 三 巨 宦 巨 _ 3 ,_ ,, 直径为228Inm. 2.2I_34型发动机制造工艺特点 L34型发动机的整机制造装配生产线和在线 台架测试工艺,都采用了当今国际先进的制造和 测试手段,并在所有主要密封接合面和紧固螺栓 处大量使用了乐泰(Loctite)汽车专用厌氧密封胶 和硅橡胶,彻底杜绝了水,油,气的三漏故障.在 整个发动机总装线和活塞连杆总成,缸盖总成,凸 轮轴支架总成,进气歧管总成四个分装线上,一共 设置了五处不同功能的在线台架测试装置: (1)缸体曲轴轴向间隙及摩擦力测量——装 配曲轴,轴瓦及主轴承盖后. (2)气道泄漏测试——分装进气歧管总成后. (3)泄漏测试——分装缸盖总成后. (4)主水道,油道泄漏测试一装配长发动机后. (5)整机冷试——由外部电动机驱动发动机, 主要对发动机在运转状态下的高低速机油压力, 摩擦阻力损失,进气管真空度,排气管压力,火花 塞/点火线圈模块的点火峰值与脉宽值,整机平衡 与振动等项目进行动态测试,以评定发动机下线 前的各项功能是否合格. 3变速器 别克君威轿车RegalG2.0型配置了由瑞典的 GM全资子公司SAAB制造并原装进口的F25型 五档手动变速器,为横置式,齿轮有级机械式及前 轮驱动;具有五个惯性同步器啮合的前进档(5—4 — 3—2—1),其中一,二档采用双锥面同步器结 构;一个倒档(R)为滑动式啮合;并带有主传动, 差速器和离合器分离机构. F25型手动变速器的主要结构参数和性能指 标见表2. 4动力总成管理系统和整车性能标定 4.1动力总成管理系统 由2.0LL34型发动机和F25手动变速器组 成的别克君威轿车动力总成及其管理系统,配置 了许多传感器,电子模块,电磁阀,执行器和动力 总成控制模块等.它可以精确地控制进入发动机 上海汽车2003.6 表2 变速器参数和指标项目 F25手动变速器 最大发动机输入扭矩(Nm)250 变速器质量(不含油)(kg)43 1档3.38 2档1.76 3档1.18 变速器g档 O.89 档位 5档O.7 倒档3.17 主减速比g.05 制造厂商瑞典绅宝(SAAB)公司 气缸内的空气和燃油质量比例,正时点火,使发动 机的全部燃烧过程和废气再循环转换等达到最优 化.同时还可使整车的行驶工况随时处于最佳性 能状态(图5). 4.2整车排放控制系统 别克君威轿车的废气和燃油蒸发排放控制系 统能使整车的排放水平达到欧洲?号,即EC96标 准(试验工况为:ECE+EUDC;排放限值为:CO: 2.2g/km,HC+NOx:0.5g/km;可靠性里程为8 万km或劣化系数为1.2;整车燃油蒸发排放限 值:2g/test). 怠速排放限值为:怠速时(900?30r/min), CO<0.30%,HC<80ppm. 高怠速时(25oo?50r/min),CO<0.20%, HC<60ppm. 4.3整车燃油消耗量 汽车油耗的高低取决于整车先进的技术装 备,低风阻的外部造型和汽车载重,以及质优纯正 的油品,良好的车况,用户的驾驶习惯和行驶的路 况等许多因素. 别克君威ReG2.0型轿车配置了性能卓越 的动力总成及其管理系统,其成功的系统软件标 定既保证了整车高超强劲的加速动力性(0, lookm/h为12.3s),又兼顾了低油耗的经济性 (90km/h等速油耗为6.7L/lookm),同时还具备 了出众的安全性,舒适性,以及符合时尚潮流的低 ? 3l? 燃油泵 图5别克君威RegalG2.0轿车动力总成管理系统主要电子零部件配 置示意图 排放,低噪声和低电磁干扰(兼容性好),以及零件 可回用再生等环保性,堪称相同类型轿车中的综 合性能价格比优异的绿色汽车. 在整车燃油经济性的标定时,上海通用汽车 根据国内日益发展,完善的高速公路网络和道路 交通法规,刻意将别克君威RegalG2.0型轿车的 整车最佳油耗值的高速行驶工况设置为:车速8O , 120km/h范围内(发动机转速1800,3000 r/rain,手动变速器5档). 下面以2.OLI34型发动机和P25型手动变 速器的RegalG2.0型别克君威轿车为例,按照国 际标准的汽车油耗试验条件和工况进行的试验结 果汇总见表3. 对用户而言,只有具备了良好的驾驶操作习惯 和丰富的行驶经验,定期保养和维护良好的车况,选 用正确的油品等,才可以实现上海通用汽车对Regal G2.0型别克君威轿车设计标定的油耗目标值. ? 32? 表3 圈 试验工况ECEECE+EUDC6 090l2O (kin/h)(O,50)(O,120) G2.0型 别克君6.46.78.5lO79.5 威轿车 注:整车负荷:100kg,流量法油耗值单位:L/10Okm Abstract Thispaperdescribestheconstructionandmanu- facturingprocessfeaturesofthekeycomponentsof newBuickRegalG2.0power—train(engine,trans- missionandmanagementsystem)andthemajorar- rangementofenginemanagement.Italsosummarizes thenewapplicationandre—calibrationofECM& TCMtobeusedintheuniqueconditioninChina, especiallyforexhaustemissionandfueleconomy. 上海汽车2003.6