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1、乘用车柴油机研发进展 屈 伟 2015年10月22日 乘用车柴油机研发进展乘用车柴油机研发进展 目 录 一 三 长城汽车简介长城汽车简介 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% 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
2、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
3、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/（1800-2800） 版本B120/4000350/（1600-280
4、0） 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/km
5、） 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+DPF 10/30 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
6、/30 排放FUELNO xCOHCPM备 注 柴油机L/100kmmg/kmmg/kmmg/kmmg/km 欧五限值180500504.5 欧六限值80500904.5 1.5L欧5 +车型1 6.76151240.32.36 DOC/DPF处 理效率按照 90%计算 LTC +车型1 6.7661.8222.532.51.73 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 A B C 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
7、3C+车型4 整备质量1715182522952395 法规限值（L/km ） 8.58.911.211.2 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 2.0110kWA 120kWB 140kWC 12/30 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 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
8、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） 0.80.50.5 ECU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2dB 16/30 二、乘用车柴油机研发进展 2.0L系列柴油机燃烧室的演变
9、 C A B 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112.62111.95118.42 17/30 二、乘用车柴油机研发进展 2.0L系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
10、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C EGR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.
11、0高压级3.0/低压级4.0 2.0L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
12、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 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 3档加速 标杆1 标杆2 版本B+某车型1 24/30 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 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 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
13、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 28/30 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 用于后续研发的机型； 通过对标定控制、结构设计、零件制作精度控制的研究，长城汽车的柴 油机NVH性能得到改善，柴油乘用车品味大幅提升。 29/30 三、总结 柴油机相对汽油机有经济性和动力性的优势，但也要看到以下问题 国内乘用车配套资源基础薄弱，不掌握关键零部件（电控系统、EGR、增压器 等）的核心技术 在越来越严格的排放、油耗法规面前，柴油乘用车开发难度增加，成本相对汽 油机处于劣势 作为国内车企之一的长城汽车将立足于技术创新，在政府机构和行业学 会、协会的引领下，在供应商伙伴的支持下，打造更优秀的柴油乘用车。 30/30 谢谢大家
