乘用车柴油机研发进展20151020

1、乘用车柴油机研发进展屈 伟2015年10月22日目 录一三总结二一、长城汽车简介控股子公司.40余家员工数量.70000余人轿车、SUV、皮卡长城汽车股份有限公司是一家A+H股上市企业，具备整车、发动机、变速器等核心零部件研发生产能力1/30一、长城汽车简介长城汽车经营稳健，连续10余年创造高增长和高盈利的业绩今年1-6月份营业额达到371.15亿元，净利润47.17亿元2015年1-9月份实现销量58.66万辆，同比增15.37%1213263732384979841282293004325686251135547951027345783800100200300400500600700200

2、0年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年营业额净利润2/30一、长城汽车简介动力研究院隶属于长城汽车股份有限公司，承担发动机新品研发动研现有员工1000余人，业务包括整机、零部件开发，供应商开发和管理，样机装配、试验、标定，整机搭载整车等开发的 4G15、 4G15T、4C20、4D20、4D20D等产品已批量投放市场动力模块动力研究院动力事业部定兴分公司天津分公司动力事业部徐水分公司动力事业部3/30一、长城汽车简介发动机自主开发能力基于PRO-E设计平台的Top-Down模块协同设计完全

3、的3D/2D数字化设计整车匹配分析发动机性能分析CFD分析标定优化仿真零部件结构分析4/30一、长城汽车简介发动机自主开发能力完备的NVH开发流程-设定目标、目标分解、设计、仿真、试验、验证等环节建立70余款样机的标杆数据库，指导整机、系统及零部件设计5/30一、长城汽车简介零部件单体试验整机性能开发、标定排放测试整机可靠性试验燃烧系统开发NVH测试、验证benchmark数据采集发动机自主开发能力6/30二、乘用车柴油机研发进展排量(L)缸数最大净功率(kw/rpm)最大净扭矩(Nm)1.5485/3600285/（1500-2500）2.04版本A110/4000310/（1800-280

4、0）版本B120/4000350/（1600-2800）版本C140/4000420/（1400-2400）3.06210/4000650/（1400-2400）7/30二、乘用车柴油机研发进展 型号1.5L2.0L3.0L发动机类型直列四缸直列四缸直列六缸排量1.4981.9962.994缸径行程7976.483.19283.192缸心距889692压缩比16.216.716.2排放水平国五国四、国五国五主要技术参数主要技术参数8/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L B版本柴油机万有特性9/30二、乘用车柴油机研发进展排放技术路线NOx（mg/km）NOx+HC（mg/km）CO（mg/k

5、m）PN（Nb/km）欧五限值18023050061011版本A140.41611011.561011版本B136.8154.1951.321011版本C131.4156.41600.721011针对国四排放标准，后处理采用DOC针对国五排放标准，后处理采用DOC+DPF10/30二、乘用车柴油机研发进展排放技术路线针对国六排放标准，对LTC低温燃烧技术进行了研究采用高低压EGR，并对喷射策略进行优化，降低了缸内NOx、Soot的产生，实验室数据表明无需NOx后处理即可满足欧六排放标准要求目前在欧五排放基础上，NOx降低55%，Soot、油耗与欧五水平基本一致11/30排放FUELNO xCO

6、HCPM备 注柴油机L/100kmmg/kmmg/kmmg/kmmg/km欧五限值180500504.5欧六限值80500904.51.5L欧5+车型16.76151240.32.36DOC/DPF处理效率按照90%计算LTC+车型16.7661.8222.532.51.73二、乘用车柴油机研发进展2.0L柴油机形成了不同动力和满足不同排放标准的产品系列ABC上市时间：2010年8月排放：国四（国五）上市时间：2015年12月排放：国四、国五上市时间：2017年3月排放：国四、国五配 置A+车型1B+车型2C+车型3C+车型4整备质量1715182522952395法规限值（L/km）8.58

7、.911.211.2实际油耗（L/km）6.76.88.14-计算值8.61-计算值排量L功率版本2.0110kWA120kWB140kWC12/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机外观图片A/B版本C版本13/30二、乘用车柴油机研发进展55607051554954646555605552708089155175210153156142184178175176170160160233226254050100150200250300350400ABC标杆1标杆2标杆3路虎神行者 2.2大众jetta 2.0宝马 2.0沃尔沃 2.0福特蒙迪欧 2.0TCI大众GOLF 2.0TDI标

8、致508 2.0 Hdi奔驰OM651宝马N47D20大众BI-Turbo国内国外2.0L系列柴油机标杆对比14/30双顶置凸轮轴滚子摇臂液压挺柱二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机零部件涨断连杆高压共轨电控系统平衡轴铝合金缸盖平分式缸体下缸体增压器15/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机共轨系统的演变零部件参 数版本A版本B版本C喷油器喷射压力（bar）160018002000喷孔个数778预喷间隔（ms）0.080.0670.04最小喷油（mg/str）0.80.50.5ECU支持预喷次数（次）223支持预喷间隔（ms）0.80.350.35共轨系统通过提高轨压、增加喷孔

9、个数，油气雾化效果得到改善预喷最小间隔、最小油量的减小，精确控制多次喷射，改善排放和燃烧噪声；版本C机型最多可实现3次预喷，排放物降低约10%，燃烧噪声降低约2dB16/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机燃烧室的演变CAB通过增大缩口比，口径比，适当减小径深比，优化台锥角，促进油气的良好混合，提高经济性，通过此项优化，版本C降低燃油消耗12%项目版本A版本B版本C名称16.716.316.2缩口比0.8780.8900.920口径比0.6310.6570.664深径比0.2830.2560.240台锥角112.62111.95118.4217/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系

10、列柴油机气道的演变机型版本A版本B版本C气道类型双螺旋切向+螺旋（电控可变涡流阀）流量系数0.30.2-0.36涡流比1.81.6-2.9气道由双螺旋气道改进为一个螺旋气道一个切向气道，版本C机型涡流比减小了11%，流量系数增大了20%，保证了机型对进气量的需求18/30二、乘用车柴油机研发进展机型版本A版本B版本CEGR系统形式组合式组合式集成式EGR阀形式冷端阀冷端阀热端阀废气旁通机构无有有2.0L系列柴油机EGR系统的演变EGR阀EGR冷却器EGR阀EGR冷却器EGR废气旁通EGR冷却器EGR阀EGR废气旁通EGR系统增加废气旁通，改善冷启动排放，利于满足国五排放标准要求19/30二、乘

11、用车柴油机研发进展项目/机型版本A版本B版本C类型VGTVGTWGT+WGT级数单级单级两级控制方式真空电控真空最大压比3.554.0高压级3.0/低压级4.02.0L系列柴油机增压系统的演变增压器的优化提高了控制精度，流量及压比，提高发动机的性能20/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机机油泵的演变机型版本A版本B版本C机油泵结构转子机油泵（定量）叶片机油泵（变量）流量60L/min55L/min版本C将定量泵改为变量泵，降低燃油消耗约1.5%21/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机轻量化及减摩擦应用机型版本A版本B版本C缸体壁厚5mm壁厚5mm壁厚4mm曲轴8平衡块4

12、平衡块4平衡块 凸轮轴铸造中空组合中空组合 进气歧管 铸铝铸铝塑料气缸盖罩铸铝铸铝塑料发动机悬置铸钢铸铝铸铝活塞石墨涂层石墨涂层石墨涂层活塞销无涂层DLC涂层DLC涂层活塞环氮化处理PVD涂层 PVD涂层+低张力设计 缸套珩磨普通珩磨压板珩磨压板珩磨22/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机NVH性能的开发标杆14576.467.864.564.3标杆244.374.868.865.163.7版本B+某车型144.578.267.163.763.9版本B+某车型245.476.167.763.462.6驾驶员右耳发动机顶部车前车左车右30.0 40.0 50.0 60.0 70.0

13、80.0 90.0 噪声声压级/dB(A怠速各面辐射噪声值对比23/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机NVH性能的开发4000100020003000120014001600180022002400260028003200340036003800r pmRpm Ext r ( T1)85405060708045556575434853586368737883dB( A)Pa3档加速标杆1标杆2版本B+某车型124/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机标定策略对NVH性能的影响整机dB(A)7271.371.27170.97170.570.970.870.570.5燃烧Db

14、72.671.770.670.267.465.663.865.367.569.7870.351001514131211.51110.5109.59626466687072746969.57070.57171.57272.573噪声值噪声随节气门开度变化25/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机标定策略对NVH性能的影响79.081.083.085.087.089.091.093.095.097.099.08311003110212001300140115011602169918001901200221002198230024002499259727022798290030003100

15、320233023402350036013699380238984002燃烧噪声dB三档全负荷加速原始优化26/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机结构设计对NVH性能的影响27/30二、乘用车柴油机研发进展2.0L系列柴油机结构设计对NVH性能的影响4 0 0 01 0 0 02 0 0 03 0 0 01 4 0 02 4 0 03 4 0 0r p mT a c h o 1 ( T 1 )9 16 57 08 06 87 27 47 67 88 28 48 68 8dB(A)Pa1 . 0 00 . 0 0Amplitude3 4 0 01 0 9 3 . 38 68 57 3 . 97 0 . 5FO v e r a ll le v e l 顶 部 1 米 ( A )1 - 原 状 态 凸 轮 轴 齿 轮FO v e r a ll le v e l 顶 部 1 米 ( A )2 - 齿 轮 间 隙 0 . 0 428/30三、总结长城汽车一直致力于乘用车柴油机研发，目前满足国五排放标准和中国四阶段油耗法规的柴油乘用车已具备批产条件；为提升柴油机的热效率及清洁燃烧，通过对气道、燃烧室、增压、润滑冷却系统可变控制、机内净化、减重、降摩擦等技术进行研究，成果将应用于后续研发的