長安藍鯨NE 1.5T挑戰金氏世界紀錄,技術難點在哪裡?

2021-01-11 排氣管

12月16日,長安汽車在重慶全球研發中心開啟了藍鯨NE 1.5T高壓直噴發動機「最長時間的視頻直播」金氏世界紀錄稱號的挑戰。直播以一臺藍鯨NE 1.5T高壓直噴發動機以5500轉/分的額定轉速連續運行200小時進行極限運行測試。

最終,時間定格在12月27日10點55分,發動機持續運行259小時46分45秒,發動機累計裡程達到51,955公裡。

先來聊聊,藍鯨動力是什麼?

藍鯨動力是長安汽車香格裡拉計劃的核心組成部分,也是構成未來長安汽車動力序列的基礎平臺架構。整套動力架構包括藍鯨系列發動機和藍鯨系列變速箱,未來還會加入藍鯨油電混合動力架構。

2016年11月 ,藍鯨動力正式亮相,初次亮相的產品為搭載在CS95車型上的2.0T渦輪增壓發動機。2019年6月,藍鯨動力正式以家族化的身份登場,眼下的藍鯨NE動力平臺,就是藍鯨動力旗下的中小排量高效能發動機序列,目前包括藍鯨1.4T和藍鯨1.5T動力。

從技術架構上來看,長安的藍鯨動力最大的特點在於模塊化的動力平臺架構,簡單點說,就是基於氣缸的燃燒特性為基準,通過搭載不同的模塊所實現的一種動力組合架構。在這個架構裡,可以實現不同排量動力之間的大部分零件通用化,提升動力產能。與此同時,基於氣缸的燃燒特性最優化打造而來的基礎架構,也實現了動力性能的優化。

從數據上來看,長安藍鯨NE動力平臺的升扭矩可以提升到200牛·米/升,在1250rpm時,發動就可以進入到最大扭矩輸出區間,而發動機的熱效率可以達到40%以上。這些動力數據即便是放在全球動力產業的維度來看,都屬於一流。

而模塊化的設計也大幅降低了藍鯨NE系列動力的整機尺寸,重量相比於上一代產品降低14千克,長度縮短28毫米。這樣一來,對於橫置發動機前輪驅動架構的平臺而言,這將會大幅降低前橋的載荷,從而實現車輛更為均衡的前後軸配重比。

作為一個動力品牌,藍鯨動力最大的亮點還在於電氣化結構的衍生上。按照規劃,在長安藍鯨動力家族的序列裡,還將會進一步衍生出油電混驅架構的產品。目前,藍鯨動力已經被廣泛的運用在長安旗下的車型上,尤其是藍鯨NE動力,基本上已經實現了長安旗下主力車型的全面覆蓋,同時高端車型也開始進一步普及藍鯨2.0T動力的裝車數量。

有了這個前提,我們來討論下200小時極限測試是怎麼回事?

從長安汽車發布的測試規則來看,在這一次測試中,長安藍鯨NE 1.5T渦輪增壓發動機以5500rpm的轉速連續運轉超過200小時。以搭載同款動力的長安CS75PLUS的動力輸出參數來看,其131千瓦的最大輸出功率對應的轉速為5500rpm。由此可見,此次進行的200小時極限測試為發動機動力臺架耐久試驗中的額定轉速測試項目,也就是發動機在最大功率輸出時的對應轉速,我們可以把它理解為發動機的全負荷轉速。

在發動機耐久臺架實驗中,額定轉速工況和最大扭矩轉速工況是作為15分鐘單一標準循環單元的主要組成部分出現,二者的佔比基本上在10分鐘以上。其中,又以額定轉速工況對於發動機耐久性的考驗最為嚴苛。而在日常使用的過程中,額定轉速工況一般只會出現在車輛持續維持高轉速的很短的時間內。

而這一次,長安汽車將額定轉速工況在臺架上連續運行超過200小時,很顯然已經超過了標準發動機耐久試驗的標準,以更嚴苛的方式來評價這臺發動機,也足以說明藍鯨NE 1.5T發動機的耐久性表現確實值得肯定。

那麼問題來了,技術難點在哪裡?

從技術的角度來看,對發動機本身而言,這種極限的超過200小時的連續運轉額定轉速工況測試最終考察的是發動機的加工精度,以及發動機缸體和附件材料的高溫耐久性能。

加工精度主要包括發動機運動件的匹配公差設計是否合理,以及在合理的匹配公差下,能否達到設計要求的製造公差。這是個相輔相成的過程,設計要為工藝服務,而工藝也要儘可能多的去迎合設計的需求。業內的共識是:一套好的動力系統,同時也是一套精妙的公差設計作業。反過來講,如果發動機的精度設計不足,那麼在這種非標準的、長時間的極限耐久測試中,就會出現挑戰失敗的可能。

額定轉速工況的測試,對發動機的高溫耐久性能也提出了更高的要求,尤其是對於像長安藍鯨NE發動機這樣的渦輪增壓動力而言,就更為嚴苛——在發動機處於額定轉速下,發動機的缸內溫度最高,排氣溫度也更高。而從排氣管排出的高溫尾氣又再度進入渦輪增壓器,推動渦輪葉片以高轉速進行旋轉,就必然會對渦輪增壓器以及渦輪葉片軸承提出極為嚴苛的要求。

從直播中也可以看到,在進行這一測試時藍鯨NE發動機的渦輪增壓器已經長時間的處於燒紅的狀態。而在這樣的狀態下,發動機依舊平穩的工作。由此可見,在材料方面,長安藍鯨NE發動機同樣是極為強悍的。

發動機的製造精度以及材料的性能是藍鯨NE動力完成這一挑戰的前提,但是這其中還有一個不可控因素——機油和冷卻液。

機油和冷卻液是保證發動機能夠完成耐久測試的前提,機油的抗高溫氧化性能以及冷卻液的冷卻效能都直接決定了測試能否成功。而這兩個項目,又恰恰是發動機無法保證的。尤其是在這種非標準的極限測試中,機油和冷卻液是否會失效,就成了最大的不可控因素。所以,即便是在標準的發動機極限耐久測試裡,也都會標出保養小時,從而降低這個變量對發動機測試的影響。

最後我們想探討的是,這種極限測試對於用戶使用的價值是什麼?

就像前面講到的那樣,沒有人會駕駛著自己的汽車在額定轉速下長時間的行駛超過200小時,那麼,長安藍鯨NE動力挑戰200小時極限工況,能夠帶給用戶的使用價值是什麼呢?

耐用性自然不必多言,我們看重的更多的是這臺發動機的高精度表現,從日常使用來看,發動機內部結構的高精度匹配所帶來的,必然是平順和輕盈的動力響應,從而帶來更為輕快的駕乘質感。對於日常使用而言,這種特性會更值得肯定。

近年來,長安汽車技術發展成就有目共睹,此次進行發動機耐久測試的金氏世界紀錄挑戰,也進一步肯定了其技術價值。所以我們必須說,長安,幹的漂亮!

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