前言:
發(fā)動(dòng)機(jī)被視為汽車的“心臟”,是驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力之源,但“馬力大”并非評(píng)判一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)好壞的唯一標(biāo)準(zhǔn),更不足以成就一輛好車。動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放控制等,都是工程師們調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)。這種不同參數(shù)的組合,催生出了多樣化的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)格,以實(shí)現(xiàn)不同車型的駕駛目的,這其中既包括為速度而生的跑車、注重舒適性的轎車,也有兼顧多場(chǎng)景實(shí)用性的SUV以及全地形硬派越野車。隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,動(dòng)力系統(tǒng)也在不斷升級(jí),且出現(xiàn)了更多的創(chuàng)新動(dòng)力形式;相應(yīng)的,發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校的技術(shù)手段也在持續(xù)迭代。但是,調(diào)校的核心目標(biāo)卻從未改變,即“打造一輛有駕駛樂趣的車”。
近日,由212越野車與中國汽車工程學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦的“2025汽車科技大講堂·硬派越野巡回課”走進(jìn)了山東理工大學(xué)。在這個(gè)為汽車行業(yè)輸送了無數(shù)人才的搖籃,212品牌動(dòng)力工程師與各方專家、高校學(xué)生代表們,結(jié)合汽車發(fā)展現(xiàn)狀和大學(xué)生方程式賽車,圍繞“動(dòng)力學(xué)建模與發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校”的議題展開了交流。
【樂趣之本——場(chǎng)景定義調(diào)校】
作為從業(yè)21年的駕駛教練,陳東海的駕駛軌跡遍布各地,經(jīng)歷過賽道的極速狂飆、沙漠越野的艱難穿越、海拉爾零下40度的冰雪漂移。在陳教練看來,一輛車若能針對(duì)駕駛需求精準(zhǔn)調(diào)校,并在操控時(shí)給予直觀的反饋,便具備了駕駛樂趣,足以稱得上一輛好車。
誠然,駕駛樂趣與發(fā)動(dòng)機(jī)性能有關(guān),但并不與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值成正比,不同車型的調(diào)校方式也不盡相同。因此,不存在萬能公式,而是以駕駛場(chǎng)景與體驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn),優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)匹配。例如,速度為王的F1賽車要盡一切可能爭(zhēng)分奪秒,因而油門響應(yīng)性極為敏感,且采用氮?dú)怛?qū)動(dòng)氣門使得在同樣的排量下轉(zhuǎn)速更高,這導(dǎo)致的車輛造價(jià)極高也非一般民用車可承受。與之相反,越野車的油門響應(yīng)速度則低得多,因?yàn)樵揭皥?chǎng)景大多時(shí)候需要慢速行駛,且在顛簸路況下,過于敏感的油門響應(yīng)會(huì)導(dǎo)致駕駛者誤操作引發(fā)事故。
【極致驗(yàn)證——三高淬煉可靠】
對(duì)于越野車這樣的“大玩具”而言,其駕駛樂趣就在于不走尋常路。山地、叢林、冰雪、沙漠、泥地、凹凸路、涉水等各路越野玩法皆有擁躉,這樣紛繁極限的駕駛場(chǎng)景對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校有著極高的要求。
212越野車研究院動(dòng)力系統(tǒng)總工程師邱若友分享了212 T01四驅(qū)越野車駕駛模式的標(biāo)定場(chǎng)景和方法。他表示:“作為一款全地形硬派越野車,212 T01可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)10種駕駛模式,其中7種為專業(yè)越野模式。其動(dòng)力總成的核心是一臺(tái)升級(jí)10余項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)、額定功率高達(dá)185 kW、最大扭矩410 N·m,最高熱效率達(dá)39.5%的2.0T汽油發(fā)動(dòng)機(jī),搭載了8AT自動(dòng)變速箱。”
針對(duì)不同模式的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定,他強(qiáng)調(diào):“無論是車輛還是發(fā)動(dòng)機(jī),可靠性是第一要義。要到真實(shí)的場(chǎng)景中去,調(diào)試動(dòng)力總成的參數(shù)匹配,確保發(fā)動(dòng)機(jī)性能和變速箱性能發(fā)揮到最優(yōu)。”
212越野車每年例行的三高性能標(biāo)定,就是為了保障發(fā)動(dòng)機(jī)即使在極寒、極熱、低壓條件下,依然能夠安全可靠地工作。冬季標(biāo)定通常是在年末,中國最北端的北極村地區(qū)進(jìn)行,彼時(shí)的氣溫會(huì)低于零下30℃;夏季標(biāo)定則是去到吐魯番火焰山地區(qū),在氣溫超過40℃的環(huán)境中,在車輛滿載的狀態(tài)下,執(zhí)行涵蓋怠速、平路、坡道、加減速、高速等13種不同工況,確保全部滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);隨后的8-9月份,需在5000米高海拔環(huán)境完成高原標(biāo)定。此外,在車輛交付之前,212越野車已累計(jì)完成了30萬公里的場(chǎng)地測(cè)試、30萬公里的實(shí)地穿越測(cè)試,到所有可能的用車場(chǎng)景中考驗(yàn)車輛各項(xiàng)部件的耐久性。測(cè)試車輛由專業(yè)工程師們駕駛,并采集數(shù)據(jù)。測(cè)試完成后,所有車輛將被拆解分析,確保各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。
【科學(xué)之道——調(diào)校的本質(zhì)是匹配】
為什么需要發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定和調(diào)校?簡(jiǎn)言之,就是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)在目標(biāo)工況下,能夠恰如其分的工作在最佳狀態(tài)。ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)收集來自各方的信號(hào),并根據(jù)電腦計(jì)算出最合理的參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)工作任務(wù),比如進(jìn)氣、噴油、點(diǎn)火等發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校和熱管理的風(fēng)扇啟停、水泵啟停等等。
值得注意的是,“‘調(diào)電腦’是錯(cuò)誤說法,調(diào)校的是內(nèi)燃機(jī)。”ASR車隊(duì)總工程師周峰首先指出了一個(gè)對(duì)專業(yè)調(diào)校的誤區(qū)。“只有了解了內(nèi)燃機(jī)的工作原理,才能使用ECU去合理的控制”。內(nèi)燃機(jī)本質(zhì)是一個(gè)氣泵,其調(diào)校的核心在于精確控制噴油時(shí)刻與噴油量,并且在合適的時(shí)刻點(diǎn)火,即找到最大的點(diǎn)火提前角,讓混合氣的爆炸正好能推動(dòng)活塞下行。
然而,不同燃料,或是相同燃料條件下不同工況的噴油和點(diǎn)火提前角都是不一致的。這就要求工程師針對(duì)每一個(gè)工況去做發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校。以臺(tái)架為基礎(chǔ)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)是發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)校的重要手段。來自山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院的孟建教授,以大學(xué)生方程式賽車為例,分享了發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定臺(tái)架試驗(yàn)的原理與方法。發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定項(xiàng)目非常廣泛,而方程式賽車主要關(guān)注的是動(dòng)力性標(biāo)定和經(jīng)濟(jì)性標(biāo)定:前者的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常采用升功率,依照理論公式,提高分子或降低分母,都能提高升功率;后者則最直接的評(píng)價(jià)參數(shù)是燃油消耗率,它只與發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率和機(jī)械效率有關(guān)。 因此,降低進(jìn)排氣阻力、提高充量系數(shù)、提高進(jìn)氣壓力并降低進(jìn)氣溫度,同時(shí)合理確定不同工況下的點(diǎn)火提前角和混合氣濃度(噴油量)以促進(jìn)更好地燃燒等等,都是提高方程式賽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能并降低油耗的有效措施。
對(duì)于賽事和越野車領(lǐng)域而言,在極限駕駛環(huán)境中不斷結(jié)合的理論與實(shí)踐,淬煉著愈發(fā)成熟的動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù),磨礪了無數(shù)汽車工程人才,也造就著一代代風(fēng)靡全球的汽車產(chǎn)品與不朽品牌。根植于212越野車的品牌基因,山東理工大學(xué)優(yōu)秀校友、212越野車副總經(jīng)理兼營銷公司總經(jīng)理何兆鵬用“責(zé)任、探索、創(chuàng)造、勇敢”凝練了品牌發(fā)展的關(guān)鍵詞。從培養(yǎng)青年一代汽車人的中國大學(xué)生方程式系列賽事,到堪稱“越野殿堂”的達(dá)喀爾拉力賽,再到經(jīng)典車輛與品牌薈萃的意大利Mille Miglia(1000英里)經(jīng)典車?yán)?,?qiáng)勁、蓬勃、高效、耐久的越野動(dòng)力,正驅(qū)使著中國越野人,不斷探索汽車工程的新境界,書寫中國汽車新篇章!
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