關(guān)于雷諾-日產(chǎn)3缸發(fā)動機應(yīng)用解析

近期，雷諾-日產(chǎn)推出兩款新型小型化，并采用渦輪增壓的3缸汽油機，3缸機在福特和大眾旗下車型的動力裝置領(lǐng)域中非常流行。

家用小型車

在兩年時間內(nèi)開發(fā)出的第五代日產(chǎn)瑪馳（Micra）發(fā)布了兩款3缸渦輪增壓汽油機，并橫跨雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟的B-和C-級車型。雖然此兩款機型的排量都為0.999 L，但區(qū)別是其具有12.5 kW的功率輸出差異。

4年前開始進行3缸機的開發(fā)工作，并且對標(biāo)福特1.0 L EcoBoost和大眾集團1.0 L TSI發(fā)動機，充分利用了3缸發(fā)動機的布置及質(zhì)量優(yōu)勢。該項目在歐洲得以開展，主要集中于改善發(fā)動機的性能和效率，但也會面臨開發(fā)過程中排放法規(guī)的變化。這兩款發(fā)動機都滿足歐6d-Temp第一階段的實時排放限值，盡管其預(yù)先設(shè)定了最終限值。

1.0 L DIG-T機型

戴姆勒沒有直接參與開發(fā)工作，但具有86 kW強勁動力的DIG-T（HR10DDT）發(fā)動機非常接近于1.332 L的4缸機的動力輸出，且都是在汽車制造商間實現(xiàn)合作開發(fā)。DIG-T的特色是采用開放式水道的鋁缸體，缸徑為72.2 mm，行程為81.3 mm，且首次在3缸發(fā)動機上采用從日產(chǎn)GT-R上引進的缸孔噴涂技術(shù)，且減輕了2 kg的發(fā)動機質(zhì)量，減少了75%的摩擦功。

Micra動力總成高級工程師ColinGoldsmith提到，標(biāo)準(zhǔn)缸套采用2 mm的鑄鐵缸套，并將其鑲進鋁缸體中。此技術(shù)采用涂層方式在氣缸內(nèi)壁噴涂一層0.2 mm厚的鐵涂層，通過鏡面效應(yīng)減少了摩擦功，且缸體能夠更好地進行散熱，從而獲得更高的燃燒效率。

由戴姆勒在4缸發(fā)動機上開發(fā)的三角形截面缸蓋同樣在3缸機上共享使用，其特色是采用低噪聲、低維護的液壓挺柱、雙可變氣門正時機構(gòu)及匹配噴射壓力為25 MPa燃油泵的直接噴射技術(shù)。為了改善低速高負(fù)荷的操控性能，將排氣歧管集成到缸蓋中，能夠得到短時間內(nèi)的暖機過程和最佳的渦輪增壓器廢氣壓力。

然而，3缸結(jié)構(gòu)能夠呈現(xiàn)出其自身獨有的技術(shù)挑戰(zhàn)。曲軸和連桿都是通過鍛造而成，Goldmith認(rèn)為鍛造的曲軸連桿在減小NVH方面有重要作用：3缸發(fā)動機不平衡，因為沒有平衡軸，所以曲軸采用對稱不平衡性的皮帶輪和飛輪，從而減少質(zhì)量，并可緩解振動的產(chǎn)生。缸孔噴涂及改善的熱管理技術(shù)，意味著在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中不會出現(xiàn)劇烈的溫度起伏，同時可減小爆燃的發(fā)生頻率。

DIG-T在5 250 r/min時輸出的峰值功率為86 kW，在1 750 r/min和4 000 r/min的范圍內(nèi)爆發(fā)的峰值扭矩為180 N?m，同時電動廢氣閥和執(zhí)行器在短期內(nèi)具有超增壓功能（overboost），即在1 750～3 750 r/min略窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)將輸出扭矩增加到200 N?m。此款發(fā)動機的設(shè)計用意為用來匹配B-和C-級別的車型，且后續(xù)計劃沒有超強動力版本或者高成本的停缸技術(shù)推出。

1.0L IG-T機型

雖然IG-T 100（HR10DET）采用了一些與DIG-T同樣的技術(shù)，但其并不是與DIG-T同機型的低功率版本。雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟在發(fā)動機開發(fā)初期的設(shè)計目標(biāo)為66 kW的輸出功率及0.898 L的排量，現(xiàn)采用DIT-T 117的缸孔噴涂技術(shù)和鍛造曲軸，將其行程從73.1 mm延伸到81.3 mm，且將排量增加到0.999 L。詳盡細(xì)節(jié)雖然不多，但是IG-T 100采用傳統(tǒng)的方形缸蓋以及多點燃油噴射，采取可變進排氣正時，渦輪增壓器并未配裝電動廢氣閥。

表1 日產(chǎn) HR10DDT發(fā)動機與日產(chǎn)HR10DET發(fā)動機的參數(shù)對比

相同參數(shù)如下：

（布置：直列3缸；排量：0.999 L；

行程：81.3 mm；缸徑：72.2 mm ）

這兩款發(fā)動機的參數(shù)存在顯著差異，DIG-T 117比IG-T 100發(fā)動機重2～3 kg，因為其配備有附加的氣門正時控制、汽油顆粒捕集器（GPF）以及附加的電子器件。如果沒有缸蓋等輕量化技術(shù)，DIG-T 117將會比IG-T 100重很多。

其他新車型產(chǎn)品將同樣得以優(yōu)化改良，雷諾新款Clio正在來臨，雖然計劃還未正式確認(rèn)，但據(jù)說這些發(fā)動機還將會匹配下代雷諾卡繽（Captur）和日產(chǎn)Juke。雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟對目前已取得的優(yōu)化效果充滿信心，在兩三年前，該聯(lián)盟已經(jīng)開始從事改進工作，彼時3缸發(fā)動機噪聲及聲振粗糙度均較大。而現(xiàn)在的發(fā)動機噪聲基本上是直列6缸機的一半，且與4缸發(fā)動機不分高下。