SAE 2013 World Congress (1): 整车厂展示的采访报告

动力总成和混合动力的发展实现高效率

2013/05/15

概 要

  SAE 2013 World Congress上,上一届的6家整车厂再次参展(克莱斯勒、通用、福特、本田、日产和现代)。作为本届的主办方,克莱斯勒的展区面积是所有北美整车厂中最大的。
 本届车展的主题是"Achieving Efficiency"(实现效率)。效率是下一代车型所必须改善的问题。汽车工程师在实现该目标的过程中扮演一个重要的角色,且对地球的自然资源负有责任。克莱斯勒Powertrain Transmission & Driveline Engineering的副总裁兼SAE 2013总主席Mircea Gradu博士表示,当我们努力实现效率时,所产生的重要且令人振奋的挑战再一次使汽车工业成为全球最优秀和最聪明的工程师选择的产业之一。
 该报道将主要介绍2013年4月16日至18日期间6家整车厂展示的技术。

相关报告: SAE 2013 World Congress (2) : 零部件厂家的展会采访
                2013年底特律汽车展: 美国整车厂的展出采访日韩中整车厂的展出采访



克莱斯勒分享Eco柴油和"Tigershark" 发动机细节;展出Grand Cherokee动力总成

3.0L Eco柴油 V-6

 克莱斯勒展出3.0L Eco柴油 V-6发动机,将是吉普Grand Cherokee的选配。该发动机采用菲亚特开发的Multijet II 喷射专利技术、水冷式排气循环以及柴油颗粒滤清器。克莱斯勒表示,组配8速变速器后,该发动机将具备以下优势:

* 同级别最优燃效30 MPG
* 最低CO2排放量,领先于柴油车竞争车型
* 带氮氧化物转换装置的新排气系统
* 10,000英里尿素注入周期,可与常规换油周期同时进行。


 克莱斯勒发言人在SAE展上预测,该发动机的强项之一就是优异的牵引能力。据悉,该发动机将在普通的V-8发动机的基础上增加约$3,000的成本,回收该成本约需2年的周期。带该功能的车辆将首先投放新英格兰地区和加州,克莱斯勒希望最终能覆盖所有50个州。目前该发动机在克莱斯勒的车队进行测试,以取得性能方面相关的反馈。

EcoDiesel V-6
Eco柴油 V-6

 

3.0L Eco柴油 V-6 (吉普 Grand Cherokee)
型号和描述 带双顶置凸轮轴(DOHC)和每汽缸4气门的60度V型
气门驱动方式 带液压间隙调节器的指接触阀推杆气门
本体材料 致密石墨铸铁 (CGI)块;铝制缸盖
输出功率 240 hp @ 3600 rpm
最大扭矩 420 lb-ft (570 Nm) @ 2000 rpm
燃油类型 超低柴油
适用标准 符合Tier II, Bin 5, and ULEV II的水冷废气循环(EGR)
燃油经济性 (同级别最高) 30 mpg (厂商测试)
续航里程 (同级别最高) 730英里以上

 

2.4L "Tigershark" 发动机

 克莱斯勒还分享了2.4L "Tigershark" 内联4缸发动机的细节,将为2013款Dodge Dart配套。展会一位发言人预计该发动机或将成为 2014款吉普Cherokee的选配。

Tigershark发动机的特征和规格
* 克莱斯勒的发动机设计使其可组配6MT或AT。
* 缸体由带铸铁孔衬板的铸铝构成。锻造钢曲轴传感器包含粉末金属连杆。
* MultiAir 2 技术来自菲亚特,通过精密驱动、正时和持续的进气阀,向电动液压驱动提供电力和燃效。
* 铝制缸盖的特征是每缸带4气门的单个顶置凸轮轴 (排气) 。
* 每缸有一个燃油喷射器保持主缸壁和活塞温度,以改善燃耗和性能。
* 功率预计为184 hp @ 6250 rpm; 扭矩预计为171 lb-ft @ 4800 rpm。
降噪减振措施
* 一个平衡轴模块使活塞推力的阵容最小化。
* 发动机噪音通过油底壳的内外冲压件之间的隔音材料降低。
* 排气歧管置于发动机前端,以改善发动机舱的噪音。
* 铝制缸盖 / 凸轮轴罩和铝制前后罩有助于抑制发动机噪音。

 

2.4L
2.4L "Tigershark" I-4 发动机
2014 Jeep Cherokee
2014款吉普Cherokee

 

2014款吉普Cherokee动力总成

 克莱斯勒还展示了2014款吉普Cherokee的动力总成,其特征是3.2L Pentastar V-6 发动机和 9速自动AWD/FWD变速器的组合。该变速器由采埃孚在其South Carolina facility为克莱斯勒开发。更多信息请参考采埃孚在"SAE 2013 World Congress (2) : 零部件厂家的展会采访"中的章节。(即将刊登)

2014 Jeep Cherokee Powertrain
2014款吉普Cherokee动力总成
2014 Jeep Cherokee powertrain details
2014款吉普Cherokee动力总成细节

 



福特展出插电式混合动力技术与EcoBoost发动机

福特 C-MAX hybrid与C-MAX Energi

 C-MAX hybrid占据了福特展区最中间的位置,虽然目前福特正在大力推广C-MAX Energi插电式车辆。C-MAX Energi搭载2.0L 阿特金森循环汽油发动机,组配混合动力变速器 (牵引电机和发电机)。电动模式下的续航里程约达20英里,最大续航里程达550 英里。蓄电池组总成在福特密西根州伊斯兰提罗森福尔(Rawsonville)工厂生产,在密西根州韦恩的Michigan Assembly Plant进行组装。

Ford C-Max Hybrid
福特 C-Max Hybrid

 

1.6L与1.0L EcoBoost发动机

 福特展示了2款EcoBoost发动机:1.6L I-4 (2013 Escape、2013 Fusion、2014 Fiesta ST、2014 Transit Connect)和1.0L I-3 (2013 欧洲Fiesta、B-MAX、Focus、C-MAX、2014 NA Fiesta)。福特称,这两款发动的燃效比传统汽油发动机改善20%,且CO2排放量也削减15%。EcoBoost发动机通过利用3项技术改善性能:
* 高压直喷:燃油的微量油雾直接喷射至每个燃烧室。精密的喷射改善了燃效,削减了冷启动排放和CO2排放量。
* 涡轮机动力:涡轮起转至200,000 rpm,提高扭矩,利用排放能量对进气加压。
* 先进动力总成控制模块:PCM持续监视超过10,000个操作变量,并自动调节以改善效率。

1.6L EcoBoost I-4 engine
1.6L EcoBoost I-4 发动机
1.0L EcoBoost I-3 engine
1.0L EcoBoost I-3 发动机

 



通用展出雪佛兰Silverado与Corvette发动机

 通用展出新发布的2014款雪佛兰Silverado,进行一步降低了车辆噪音、提高了应答性。通用还展出了2款发动机:5.3L V-8 EcoTec3发动机,为Silverado配套,以及LT1 6.2L V-8 Gen 5小缸体发动机,为Corvette Stingray配套。

发动机 规格 EcoTec3 5.3L V-8 Gen 5 Small Block 发动机
(雪佛兰 Silverado)
6.2L V-8 Gen 5 小缸体发动机
(雪佛兰 Corvette Stingray)
最大马力 355 hp / 265 kw @ 5600 rpm 450 hp / 335 kw @ 6000 rpm
最大扭矩 383 lb-ft / 518 Nm @ 4200 rpm 450 lb-ft / 610 Nm @ 4200 rpm
压缩比 11.0:1 11.5:1
缸径 x 冲程 96.01 mm x 92 mm 103.25 mm x 92 mm

 

Sound dampening material in Silverado wheel well
Silverado轮舱的隔音材料
5.3L V-8 EcoTec3 engine
5.3L V-8 EcoTec3 发动机
Chevrolet Corvette Stingray
雪佛兰 Corvette Stingray
6.2L V-8 Gen 5 small block engine
6.2L V-8 Gen 5小缸体发动机

 



本田Accord案例展示安全系统、混合动力技术与发动机效率

可见度和安全系统

 本田展出了新2013款本田Accord Coupe,装备可见度和安全技术。这些系统专为行人保护设计,为本田车辆及其他车辆配套。

本田安全和可见度系统概要
前部碰撞警示
(FCW)
前部碰撞警示系统组合了雷达和面向前方的摄像头,追踪前方车辆。如车辆检测到潜在的前部碰撞可能性,系统会通过语音和显示向驾驶员发出警告。
车道偏移警示(LDW) 车道偏离警示系统在挡风玻璃和后视镜之间使用一个面向前方的摄像头,识别车道标志。如车辆在驾驶员未发出转向指示的情况下开始偏离车道时,系统会向驾驶员发出目视提示(闪光)和语音警告(哔哔声)。
LaneWatch LaneWatch系统基于嵌入乘客外后视镜的摄像头。该系统拓宽了20-80度外后视镜的视野,向驾驶员提供更好的盲点视野。当转向灯朝向副驾驶座一侧时,或通过按钮手动启动,LaneWatch系统就会自动激活。激活后并在中控台的屏幕上显示盲点。LaneWatch包含在Accord EX-L及以上级别的内饰包中。

 

Honda LaneWatch information board
本田LaneWatch系统展板
Honda
本田 "Safety for Everyone" 展板
LaneWatch camera on passenger mirror
乘客外后视镜的LaneWatch摄像头
LaneWatch image display on center console
LaneWatch图像显示在中控台

 

2.4L i-VTEC汽油发动机

 本田的新2.4L直喷4汽缸 i-VTEC发动机的大功率和低CO2排放均优于上一代车型。新发动机结构包括高压直喷技术、空气和燃料均匀混合燃烧、降低摩擦技术以及轻量化发动机结构。三种技术的结合使最大马力增加4%,最大扭距增加12%,摩擦力减少6%,重量减轻3.5%。

2013款本田 Accord 2.4L i-VTEC发动机规格
汽缸 配置 直列4缸
缸径 x 冲程 (mm) 87 x 99.1
排量 (cm3) 2356
压缩比 11.0:1
气门机构 DOHC i-VTEC 16气门
气门座直径 (mm) IN/EX 36/30
汽缸偏置 (mm) 8
燃油喷射 直喷
最大功率 (kW/rpm) 138/6400
最大扭矩 (Nm/rpm) 245/3900
CARB排放评级 ULEV-2 /PZEV

 

i-VTEC engine
i-VTEC 发动机
i-VTEC engine close-up
i-VTEC 发动机 close-up

 

Sport Hybrid智能多模式驱动(i-MMD) 插电式混合动力系统

 2014款Accord hybrid在SAE 2013展出,包含一系列节油技术。车辆的特征是2.0L 阿特金森循环发动机,转为混合动力系统设计, 专为混合动力系统设计,小型动力控制单元适用于发动机舱,一个电动伺服制动系统扩大再生制动范围,提供自然的制动感受。

2014 Honda Accord plug-in hybrid engine compartment with i-MMD
2014款本田 Accord 带i-MMD的插电式混合动力发动机舱
2.0L Atkinson Cycle engine
2.0L 阿特金森循环发动机
Power Control Unit
动力控制单元
Power Control Unit (PCU) details
动力控制单元 (PCU) 细节
Intelligent Power Module (IPM) configuration within PCU
智能功率模块 (IPM) 带PCU
Electric servo brake system structure
电动伺服制动系统结构

 

 Sport Hybrid i-MMD系统包括发动机和双电机混合动力系统 (电耦合CVT),大容量/大输出功率的锂离子电池。本田介绍,i-MMD是最高效的双电机混合动力系统, 适用中型车。除了该系统,本田该产品还包括小型车用混合动力驱动包括单电机和智能双离合驱动(i-DCD),以及大型车用三电机四轮驱动力自由控制系统(SH-AWD)。

2014款本田Accord插电式混合动力车规格
发动机 type 直列4缸
排量 (cc) 1993
压缩比 13.0:1
马力 @ rpm (SAE net) 141 @ 6200
混合动力系统 双电机混合动力系统
蓄电池 6.7kWh/锂离子电池
CARB 排放评级 SULEV20/TZEV
油量 (gal) 12.2

 

Intelligent Multi Mode Drive plug-in system overview panel
智能多模式驱动插电式系统概要面板
Sport Hybrid i-MMD main features
Sport Hybrid i-MMD主要特征
Sport Hybrid i-MMD improved performance
Sport Hybrid i-MMD改善了性能
Sport Hybrid i-MMD driving modes
Sport Hybrid i-MMD驱动模式
Sport Hybrid i-MMD specifications
Sport Hybrid i-MMD规格

 



日产改进Leaf动力总成;使用Leaf的家用电源;展出Pathfinder混合动力总成

MY 2013 Leaf 动力总成的改进

 日产骄傲地展示2013款Leaf基于上一代动力总成进行的改进。该车型通过以下3个方面改善了燃油经济性和行驶里程:轻量化、增加能源回收、改进了电动动力总成的效率。

e-PT 规格
MY 11/12 MY 13
质量 --- -10%
体积 --- -30%
最大功率 80 kW 80 kW
最大扭矩 280 Nm 254 Nm
减速比 7.938 8.194
DC/DC 功率 120 A 120 A
功率 AC Lv2 3.6kW AC Lv2 3.6kW/6.6kW

 

2013 Nissan Leaf engine compartment
2013款日产Leaf 发动机舱
Nissan Leaf e-PT size improvements
日产Leaf e-PT尺寸改良
Improvements to Leaf powertrain panel 1 MY 2013 vs. MY 2011/12
Leaf 动力总成改良 面板1
MY 2013 与 MY 2011/12比较
Improvements to Leaf powertrain panel 2 MY 2013 vs. MY 2011/12
Leaf 动力总成改良 面板2
MY 2013 与 MY 2011/12比较

 

"Leaf to Home" 供电系统

 日产展示了其"Leaf to Home" 电力转换系统,该系统在断电或电网处于高峰用电期间,将Leaf电动车作为电源利用。电源控制系统与Leaf和家中的配电盘相连接。

Leaf to Home overview
Leaf to Home概要
Leaf to Home EV Power Station
Leaf to Home EV电站

 

2014款日产Pathfinder混合动力总成

 日产还展示了Pure Drive混合动力系统,为2014款Pathfinder Hybrid配套。该系统使用1个增压2.5L I-4 发动机,组配日产下一代 Xtronic CVT和1个单电机,双离合配置。 (日产的双离合控制系统)。

Nissan Pathfinder Hybrid motor
日产 Pathfinder Hybrid电机
Close-up of supercharger on Pathfinder motor
Pathfinder 电机增压器的特写

 



现代特别展示发动机、变速器与燃料电池技术

U2 1.7L 柴油发动机

 现代展示了U2 1.7L直列4缸柴油发动机的细节。现代一位发言人预计该发动机将为现代和起亚的欧洲和韩国车型配套,但目前尚未决定。该发言人还表示,该发动机2年内或投放北美市场,或为MY 2015车型配套。该发动机可能在韩国制造,然后出口至北美进行总装。

U2 1.7L柴油发动机:特征和规格
燃油和控制 1600 bar共轨燃油系统
交流发电机管理系统和怠速停止系统(改善了燃油经济性)
高效EGR冷却器,带1个旁通阀 (降低了NOx、CO和HC的排放)
可变几何增压
一体化柴油氧化催化器和强耦合柴油颗粒滤清器
燃烧 优化进气系统: 为EGR的均匀分布优化涡流和充气口
陶瓷预热塞:改善冷启动/预热,以降低CO和HC排放。
优化燃烧参数: 优化燃烧室和缸盖口的设计,以改善性能和燃油经济性
NVH优化 降噪: 降低活塞敲击噪音、正时链条噪音和涡轮增压器噪音
刚度: 加强底板和油底壳刚度;一体式发动机架和链罩
小型化 上一代I-4 2.0L发动机小型化至I-4 1.7L发动机,保持驾驶性能不变的同时改善了燃油经济性、降低了重量。

 

U2 1.7L I-4 diesel engine
U2 1.7L I-4 柴油发动机
U2 1.7L I-4 diesel engine specifications
U2 1.7L I-4 柴油发动机规格

 

Nu CVVL 2.0L I-4 (连续可变气门升程) 汽油发动机

 现代还展示了其独特的连续可变气门升程技术的概要。性能、燃油经济性和排放都根据发动机负荷和速度进行管理。低速行驶时,通过最优气门升程改善性能。高速行驶时,通过提高充电效率,利用最大气门升程改善性能。CVVL发动机通过替代标准发动机中的节气门,采用气门升程控制进气。通过降低泵送损质改善燃油经济性。

Nu CVVL engine 2.0L I-4 gasoline engine
Nu CVVL 发动机 2.0L I-4 汽油发动机
Nu CVVL engine valve lift
Nu CVVL 发动机 气门升程

 

Kappa无级变速器 (CVT)

 现代还展示了Kappa CVT,致力轻型车和小型车的燃油经济性。包含2速副变速器和CVT变速器 (金属带)。副变速器包含2个简易行星齿轮和单离合器/双制动器。通过2个前进速度和1个后退速度,提供1个范围更广的齿轮比。


 该CVT变速器通过改变皮带接触半径,利用液压连续改变CVT的比例。一个新的油泵提供液流,用于CVT的压力控制、润滑和冷却。现代表示,使用该产品后,改善9.5%的燃效和7.8 %的性能(0 →100 kph)。根据现代发言人的介绍,Kappa CVT目前用于起亚Ray (韩国市场)。

Kappa CVT specifications
Kappa CVT 规格

 

Tucson 燃油电池车 (FCEV): ix35

 现代展示了基于Tucson的燃油电池车。发电机组设计紧凑,置于发动机罩以下。该车辆可在零下温度运行。Tucson车身为乘员和货物提供更多的空间。

Tucson FCEV 规格
车重 4,070 lbs
最大续航里程 365 miles
燃料 氢气
燃料箱容量 12.4 lb at 10,000 psi
排气 水蒸气
燃效 3.4 lb H2/100 miles
使用气压 接近环境气压
电机 100 kW 感应电机
最大电机扭矩 221 lb-ft
最高时速 100 mph
燃料电池功率 100 kW
蓄电池 24 kw 锂聚合物电池
加速度 12.5 秒 (0-62 mph)

 

Hyundai fuel cell electric vehicle
现代 燃油电池车
Hyundai fuel cell stack and components
现代 燃料电池堆及组件

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