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技术分析 | 一步到位国六b，上汽通用的自信从何而来？

2019年07月01日 14:49:03

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来源：车叫兽

影响汽车产业进步和扩张的因素有很多，不同时代存在着不一样的风向标，在60、70年代的低油价时代，大排量、大马力的肌肉车成为了主流，石油危机推高油价后，省油的小排量经济家用车大行其道。

进入二十一世纪第二个十年，能源消费和环保压力成为汽车技术革新的主要推手，氢能源、工业乙醇、纯电新能源、混合动力、生物能源等不同技术路线的百花齐放，成就了当下技术发展的多元化现状，它们或许代表的是不久的将来，布局着眼十年甚至五年后，只是在技术有不可短期跨越的瓶颈，用户接受程度需更多时间普及的现在，最佳途径还是传统燃油车企通过物理层面，直接改善发动机燃油消耗和排放。

这也恰恰与前不久的国六落地时间表产生了契合，中国绝大多数的一二线城市，都将在今年正式步入国六b标准的时代，换而言之，严格的排放标准并非我国独有，全世界都在排放和油耗法规上对传统发动机提出了更高的要求。

政策导向如是，但消费者的需求则是，即便国六b排放标准相比国五提升了50%之多，自己在驾乘乐趣上的享受也丝毫不能受到影响，对性能的要求无形中放大了主机厂技术研发的压力，是挑战也是机遇，谁能率先解决这个悖论，谁就能够在全面国六的时代领跑。

局势明了，国六b的落地考验的就是主机厂的技术研发实力和技术储备，上汽通用的做出的选择是，从源头便前瞻国六b标准进行正向开发，令旗下凯迪拉克、别克、雪佛兰三大品牌全系车型全部提前一步到位满足国六b排放标准。

上汽通用的技术自信从何而来？答案是旗下三大品牌将全面引入的通用汽车全新一代驱动系统，包含了2.0T可变缸技术、1.3T及1.0T两款第八代Ecotec发动机系列，以及全新CVT无级变速器和新一代9速、10速自动变速器。

同时根据主机厂规划，全新一代驱动系统将在2020年实现高达70%的装机率，覆盖旗下高中低三档车型，像1.3T发动机+全新CVT变速箱的动力组合已搭载在新款迈锐宝XL、新创酷、全新一代昂科拉等车型上。

就以搭载第八代Ecotec 1.3T智能直喷涡轮发动机的新一代创酷为例，这台发动机的数据非常亮眼，最大额定功率高达121kW，在1500-4000转/分的范围内可以稳定提供240N·m的峰值扭矩，配合新一代创酷绝佳的空气动力学属性，别看这是一台SUV，它堪称SUV中的“小钢炮”，百公里加速达到了8.9s，在同级中处于上游水平。

全新一代Ecotec发动机坚持了“单缸最优”的研发理念，先确定单气缸冲程和缸径，单缸过大容易引发爆震，单缸过小则会让徒增热损耗，它是发动机热效率甚至性能的源头。而第八代Ecotec发动机直接从设计源头针对全球最严格排放及油耗标准正向开发，燃烧室采取了最佳缸径冲程比，匹配高压直喷系统及高滚流气道，实现高效且快速的燃烧，并降低排放。这与不少主机厂通过软件修改达到排放要求有着本质的差别，因而在动力输出层面，第八代Ecotec发动机不会出现某些主机厂将发动机从国五标准升级为国六b之后，动力输出数据反而下降的情况。

得益于更先进的电控系统，通用汽车第八代Ecotec发动机还引入了一系列堪称“最终奥义”的业界领先智能科技。

我们常说的排放标准就是针对汽车尾气所提出的一系列数据指标，包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、各种微粒、碳烟等，它们是雾化的燃油粒子在发动机内燃烧的过程中所产生的有害气体成分，一般来说，雾化越细腻，燃油粒子越小，燃烧就越充分。

主流发动机普遍采用20Mpa喷射压力，而通用的工程师则通过突破油轨设计强度和材料的限制，配合最新激光技术打印技术的喷油嘴，将直喷系统的数值提升为35Mpa，让燃油粒子的平均直径达到了8微米，这个直径相当于一根头发丝的20%，从而让燃油粒子能够在燃烧室中获得更充分的燃烧，提升热效率，大幅降低污染物排放。

我们知道发动机对温度极为敏感，过冷或者过热都会导致热效率下降。ATM主动热管理系统由全球首创的电子水泵+电控球阀模块组成，通过ECU精确调整和控制电子水泵转速与球阀角度，将热量和冷却液传送到系统所需要的地方，从而对系统热量进行智能、精确的管理，令发动机始终处于最佳温度状态，确保运转效率。

电子放气阀涡轮增压器能够在全工况下精准控制放气阀的开启时刻及开度，更加精确和快速地建立增压压力，降低小负荷泵气损失，有助于降低涡轮迟滞，让发动机在低转速下就能迅速达到峰值扭矩，动力随叫随到，提升驾驶乐趣和性能，亦间接节约了油耗。

汽车燃油箱充满大量的燃油蒸汽，它具备很强的挥发性，挥发到大气中就会造成“蒸发排放”，此次国六算对“蒸发排放”进行了更严格的规定，国五要求2.0g/test，国六要求降低到0.7g/test！

汽车上一般都会有一个活性炭罐储存装置，通过被动脱附，将蒸汽引入，并在合适的情况下开启排放控制阀进入发动机燃烧，但由于被动吸附能力有限，很难在所有工况下都满足吸附要求。

而通用工程师则改被动为主动，通过全球首创的智能电控碳罐泵，在发动机全部运行工况下，都能够实时将燃油蒸汽从碳罐吸出并送到进气系统参与燃烧，降低67%的蒸发排放，满足满足国六b及全球最严厉的加州蒸发排放法规要求。

进排气双可变气门正时系统，也是通用应对国六b的看家法宝，它通过实现不同程度的内部EGR（排气再循环），降低尾气中一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的含量，从而提升排放性能。

不充分燃烧是一氧化碳排放高的根本原因，特别是在发动机冷启动和怠速状态下，缸内雾化燃油粒子未达到最佳燃烧温度，从而发生不完全燃烧，产生一氧化氮，混入尾气中排出。

那么在怠速工况下，可变气门正时系统通过控制进气门开启和排气门关闭的时刻，在发动机处于低转速状态时，延迟打开进气门，而高转速时则更快打开进气门，使得气门叠开角达到最小，从而减小缸内残余废气量，让发动机各缸内混合气的燃烧更加均匀，降低一氧化碳的排放。

发动机在瞬态工况下，它的工作性能与单位时间进入到气缸内的氧气量有关。那么在这样的工况下，可变气门正时机构可以配合发动机的转速，改变进排气门叠开和排气门迟闭角，让单位时间内的进气量更符合充分燃烧需求，低转速时用较小的气门升程，降低进气量，增加发动机的低速扭矩，高转速时采用较大的气门升程，提高进气量，从而提升高转速时的功率输出，间接控制下一循环的残余废气量，带给废气中的一氧化碳第二次燃烧的机会，同时，缸内各种未燃的碳氢化合物也参与二次燃烧，一并降低排放。

氮氧化物的产生，算是燃烧的“副产品”，我们知道空气中氮气含量高达78%，虽然它属于惰性气体，但在高温下会与氧气发生化学反应，生成一氧化氮，进一步产生氮氧化物。

那么可变气门正时机构通过控制进排气门相位，让一部分废气残留在气缸内，稀释进入的新鲜空气，由于废气中的水和二氧化碳比热容比氧气、氮气大很多，那么在混合之后，可燃混合气的燃烧温度被大幅降低；

其次，由于气缸内容量是固定的，参与二次燃烧的废气多了，那么新进入的新鲜空气就少了，混合气中的氧气浓度降低，氮氧化物的生成就受到了抑制；

而以上两种因素能够降低燃烧速度，燃烧产生的热量也得到了控制，那么最高燃烧温度也会降低，从而一定程度上抑制氮气与氧气之间的化学反应，从而大幅减少氮氧化物的排放。

新创酷、迈锐宝XL535T、全新一代新昂科拉等都采用了国内首款钢链结构横置前驱式CVT变速箱与第八代Ecotec发动机配合，而它车一般配备的钢带式CVT变速箱。钢链式结构相比钢带式结构，与滑轮机构接触面积更小，能够承载的扭矩更大，传动效率也高出不少。同时传动采取静音滚动式摩擦设计，进一步降低动力损失和摩擦损失，配合新型三级长程减振器，带来更高的NVH性能，降低传动噪音。