Поскольку стандарты экономии топлива находятся в разгар исторической эскалации на большинстве автомобильных рынков мира, малые двигатели важны как никогда. И они больше не ограничиваются крошечными легковыми и грузовыми автомобилями, так как меньшие силовые установки с турбонаддувом находят применение в обычных транспортных средствах.
Компания GM обратила на это внимание и разработала новое семейство небольших двигателей с тремя или четырьмя цилиндрами, без наддува и с турбонаддувом, с прямым или портовым впрыском, работающих на бензине, чистом этаноле, сжатом природном газе и сжиженном нефтяном газе, а также рабочим объемом от 1.0 до 1.5 литров.
Хотя в этом новом семействе двигателей мы увидели мало новаторских технологий, они полностью современны и во всем используют передовой опыт. В каждой версии используется алюминиевая головка и блок с открытой декой и литыми чугунными вкладышами толщиной 1.5 мм. Нижняя часть этих двигателей очень прочная, с алюминиевой опорной плитой, которая объединяет нижнюю половину корпусов коренных подшипников в одно жесткое целое. Под ним находится алюминиевый масляный поддон с поддоном из штампованной стали в самом низу двигателя.
В головках цилиндров используются два верхних распределительных вала и четыре клапана на цилиндр. Время каждого распределительного вала можно отрегулировать в диапазоне 32.5 градуса, а клапаны приводятся в действие толкателями пальцев, которые легкие, жесткие и вращаются на гидравлических регуляторах зазора. Свеча зажигания находится посередине четырех клапанов, как и форсунки, оснащенные непосредственным впрыском. Выпускные коллекторы также встроены в головку блока цилиндров, что обеспечивает более быстрый прогрев и очень короткое подключение к турбонаддуву на вариантах с продувкой.
1.0-литровый трехцилиндровый двигатель Ecotec с турбонаддувом
Все коленчатые валы полностью уравновешены и отлиты из чугуна с шаровидным графитом и безнаддувных двигателей или из кованой стали в версиях с турбонаддувом. Шатуны выкованы из порошкового металла, а алюминиевые поршни имеют плавающие штифты и кольца низкого напряжения для уменьшения трения.
Все версии этого двигателя имеют расположение цилиндров с межосевым расстоянием 81 мм и диаметр цилиндра 74 мм. У трехцилиндрового двигателя 1.0-литровый двигатель имеет ход 81.3 мм, а у 1.1-литрового двигателя ход поршня составляет 86.6 мм. 1.4-литровый четырехцилиндровый двигатель имеет ход поршня 77.4 мм, а 1.5-литровый имеет такой же ход поршня 86.6 мм, как и 1.1-литровый. Независимо от хода, все блоки имеют одинаковую высоту, а необходимые регулировки достигаются за счет изменения длины шатуна.
В зависимости от конфигурации мощность этих двигателей будет варьироваться от 75 до 165 лошадиных сил и от 70 до 184 фунт-фут крутящего момента. Первым приложением станет 1.0-литровый турбодвигатель для Opel Adam 2015 года, а также 1.4-литровый турбодвигатель и 1.5-литровый безнаддувный двигатель для нового поколения Chevy Cruze для китайского рынка. Этот 1.4-литровый двигатель с турбонаддувом будет развивать мощность 148 лошадиных сил и 173 фунта-фута — на 10 лошадей и 25 фунт-футов больше, чем у 1.4-литрового двигателя с турбонаддувом, который в настоящее время используется в различных американских автомобилях Chevy. Новый 1.4-литровый двигатель с турбонаддувом будет весить 216 фунтов — примерно на 44 фунта меньше, чем нынешнее воплощение с чугунным блоком.
Все двигатели спроектированы так, чтобы быть тише, чем их конкуренты, что является причиной использования опорных плит, встроенных креплений для аксессуаров, изолированных топливных рамп и бесшумных кулачковых приводных цепей. Том Саттер, глобальный главный инженер двигателей Ecotec, утверждает, что 1.0-литровый турбодвигатель на 3 дБА тише, чем аналогичный двигатель Ford, отчасти благодаря встроенному уравновешивающему валу. Он также обещает, что 1.4-литровый турбомотор на 6 дБА тише, чем нынешний Volkswagen 1.4 турбо.
1.4-литровый четырехцилиндровый двигатель Ecotec с турбонаддувом
Саттер также показал графики, показывающие, что все двигатели были одними из лучших по эффективности использования топлива. Здесь он снова говорит, что трехцилиндровый двигатель более эффективен, чем эквивалентный трехцилиндровый двигатель Ford, а 1.4-литровый двигатель с турбонаддувом на 5 процентов эффективнее нынешнего двигателя GM такого размера.
Частично эта эффективность достигается за счет более высокой степени сжатия — до 12.5: 1 — обеспечиваемой системой прямого впрыска. Но в двигателях также используются двухступенчатые масляные насосы, которые повышают рабочее давление примерно с 30 фунтов на квадратный дюйм при низких оборотах до примерно 70 фунтов на квадратный дюйм при скорости выше 3500 об/мин, а также термостаты с электронным управлением. Трехцилиндровые двигатели выделяют так мало избыточного тепла, что у них даже есть водяные насосы с муфтой сцепления для более быстрого прогрева.
Чтобы убедиться, что эти двигатели будут надежными и долговечными, GM построила 1600 экспериментальных двигателей и подвергла их испытанию более чем на 2 миллиона миль на 735 автомобилях-прототипах. Около 270 двигателей подверглись сверхсуровым четырехнедельным динамометрическим испытаниям на полном газу, которые проводились компанией круглосуточно и без выходных. Они также выдержали испытание на наклонном динамометрическом стенде, которое имитирует выплескивание масла, которое двигатель испытывает на высокоскоростной гоночной трассе.
Требования к техническому обслуживанию также спроектированы так, чтобы быть низкими, со свечами зажигания на 150,000 XNUMX миль и ремнем привода вспомогательного оборудования. Такие особенности, как выпускные клапаны, заполненные натрием, приводная цепь с перевернутыми зубьями и хорошо регулируемая система охлаждения, также обещают долгую и безотказную жизнь.
Интересно, что дизельных вариантов этого семейства двигателей не будет. Главный инженер Саттер объясняет, что дополнительное усиление, необходимое для дизелей, сделает бензиновые версии тяжелее, чем они должны быть. Тем не менее, будут различные гибридные версии, о которых GM мало что сказал, кроме упоминания о том, что все версии двигателя могут быть оснащены системами «стоп-старт».
1.5-литровый четырехцилиндровый Ecotec
Стив Кифер, вице-президент GM по глобальным силовым агрегатам, пояснил, что в настоящее время компания ожидает появления на рынке 11 вариантов этого двигателя к 2017 году в 27 моделях, распределенных по пяти брендам. После полного развертывания GM планирует построить около 2.5 миллионов двигателей на пяти заводах GM по всему миру — во Флинте, штат Мичиган; Толука, Мексика; Сентготтхард, Венгрия; Шэньян, Китай; и Чанвон, Южная Корея. В дополнение к общности, присущей их конструкции, все эти заводы будут использовать общие производственные процессы и допуски для производства двигателей стабильного качества.
Никто из руководителей GM не хотел говорить о том, какая из этих 27 моделей будет продаваться в Америке. Но поскольку новый Chevy Cruze должен появиться в следующем году, мы ожидаем увидеть в этом автомобиле новый турбодвигатель — надеюсь, в его 1.5-литровой версии мощностью 165 л.с. и крутящим моментом 184 фунт-фута. Очевидно, что этот двигатель в конечном итоге перекочевал в Sonic RS и Buick Encore. Возможно, мы даже увидим его в высокоэффективной версии Chevy Malibu.
Один из трех цилиндров, похоже, предназначен для замены 1.25-литрового четырехцилиндрового двигателя в Chevy Spark и может даже появиться в Sonic. И когда в недалеком будущем появится новый Chevy Volt, мы ожидаем увидеть под его капотом трехцилиндровый двигатель, снижающий вес и повышающий эффективность.
Благодаря тому, что это новое семейство двигателей заменит три нынешних семейства двигателей GM, компания, несомненно, сэкономит некоторые производственные затраты, несмотря на дополнительные технологии в двигателях. В сочетании с улучшенной NVH, большей эффективностью, меньшим весом и большей мощностью, что может не нравиться?
Этот контент импортируется из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
