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以用心致匠心 以科技造幸福 全新第三代HR16智能发动机技术解析

发布时间:2019.09.09

8月27日,东风日产“智·造幸福”全新第三代HR16智能发动机技术解析活动在东风日产发动机实验室成功举办。在活动现场,来自全国的汽车核心媒体通过发动机拆解、与技术专家充分沟通,对全新第三代HR16智能发动机采用的先进技术和工作原理进行了全面的分析与解读。

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作为第14代轩逸的动力核心,全新第三代HR16智能发动机在传承日产HR16系列发动机一贯的用心和匠心的基础上,依托行业尖端发动机制造工艺进行了全面进化,以前沿发动机技术助力四缸自然吸气发动机实现突破行业壁垒的超高效能。内核的极致进化,让第14代轩逸在拥有更加出色的平顺性和可靠性的同时,实现了堪比1.8L动力车型的充沛动力和媲美混合动力车型的燃油经济性。

用心,明星发动机的魅力与秘密

HR16发动机是日产品牌的明星发动机,其代码HR有“更高转速、更迅捷反应”的意思,与广泛搭载在Infiniti G35、日产Skyline等高性能车型上的VQ35HR引擎代号里的“HR”具备相同的含义。

自HR16系列发动机推出以来,便致力于以技术为动力鲋能,竭尽全力为用户提供优质的驾驭感受和燃油经济性。从第一代的缸孔真圆,激光胀断连杆到第二代的DIS燃油双喷射系统,再到这一代的镜面熔射缸孔技术,每一代HR16发动机均具备了行业领先的核心技术。

第一代日产HR系列发动机采用轻量化全铝工艺、进气可变正时控制系统,静音链条驱动正时等先进工艺,无论是动力性能、燃油经济性还是静谧性都领先同时代紧凑车型的动力总成。第二代日产HR系列发动机在初代基础上采用了DIS燃油双喷射系统、进排气可变正时控制技术和进气道长涡旋等多项新技术,进一步提升了动力表现。

截至目前,日产HR系列发动机全球累计装车量已超过600万台。凭借杰出发动机技术打造的高品质和敏捷反应,该系列发动机为用户带来了畅快无忧的驾驶体验,集聚了良好的用户口碑。

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创新,四缸自然吸气发动机的坚持与突破

燃油限值是目前众多畅销家轿动力总成改革的原动力,随之催生了一系列三缸发动机和小排量涡轮增压车型。因此,当全新第三代HR16智能发动机准备升级时,不可避免地遇到一个问题:“油耗与性能孰先孰后?”

全新第三代HR16智能发动机的研发团队并未局限于燃油经济性,而是选择坚持四缸自然吸气的动力形式。从2012年提出概念至今,如何在保留并强化四缸自然吸气发动机的平顺性、可靠性和迅捷动力响应的基础上更进一步,做到其他品牌无法企及的“4字头”百公里综合工况油耗,始终是日产全球研发团队攻坚的重点。

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最终,全新第三代HR16智能发动机创造性地使用了以镜面缸孔熔射、e-VTC智能电动连续可变气门正时控制、TCV智能多级扰流控制、EGR冷却循环再燃烧系统为代表的多项先进发动机技术,在将额定功率提升至102kW,最大扭矩提升至169N∙m的同时,将百公里综合工况油耗降低至4.9L,实现了历代四缸自然吸气发动机都未曾企及的高效能。

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其中,源自GT-R发动机的镜面缸孔熔射技术首次出现在民用四缸1.6L发动机上,其打造的熔射膜厚度仅为0.2mm,重量更轻,同时能够大幅提升导热性,降低爆震,从而显著提升燃油经济性。该技术需要使用日产专利技术对汽缸内壁进行表面粗化加工,然后用使用指定的金属合金线材连接稳定的电源产生电弧给缸孔增加特有的涂层,并对汽缸内壁进行光面珩磨。汽缸内壁表面粗化是否良好直接影响到涂层结合的强度,而熔射的工艺要求更加严苛。一方面,熔射是热加工过程,生产过程会导致缸孔热变形,工艺控制难度明显增加;另一方面,熔射的技术指标更加精细,相比传统铸铁缸套设计,相对厚度要求公差带仅为±0.05mm,加工精度要求极高。日产还采用了精密的在线100%测量补偿系统,对缸孔位置精度加严管控,对缸孔孔径公差压缩管理,保证成品最终质量。目前,日产生产的各项熔射指标,均处于雷诺-日产联盟的最高水平。

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在控制进气的过程中,全新第三代HR16智能发动机采用e-VTC智能电动连续可变气门正时控制优化燃油经济性。传统的可变进气系统可以根据发动机的运行工况,调整发动机的进气节奏,来增强车辆扭矩输出的均衡性,让发动机的呼吸更加顺畅,充分保证发动机在各种情况下的动力性能。而全新第三代HR16智能发动机采用的e-VTC技术的优势在于,其电动进气门的开闭时间长短可以灵活调整,且相对于普通的可变气门技术而言,调整速度更快,使得响应速度比油压系统更快,在减少泵气损失的同时,获得更加优化的动力表现。

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为了让进入汽缸的气体翻滚速度更高,从而更好的混合可燃气体,精准控制缸内的燃烧速率,全新第三代HR16智能发动机还搭载了TCV扰流控制阀。通过智能控制发动机内的涡流,扩大空燃比,该技术能够让发动机在油汽稀薄阶段也处于稳定燃烧状态,不仅能有效提升发动机的抗爆震性能,而且可以实现最大限度地能量释放。

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当汽缸中燃烧不充分、或者存在没烧干净的气体时,全新第三代HR16智能发动机搭载的EGR冷却循环再燃烧系统就会将这些气体再次送入汽缸内进行二次燃烧,充分保证燃烧过程始终处于最理想状态,使行车更加平顺。该技术也能通过降低发动机的尾气排放,减少氮氧化合物的形成,助力绿色减排,保护环境。

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除此之外,全新第三代HR16智能发动机还采用了高强度树脂材料的进气歧管提升油气混合均匀度,进一步提升发动机的燃烧效率,从而在将动力性能提升9.6%的同时,获得同级领先的燃油经济性。

匠心,发动机匠人的专注与周全

发动机输出效能的提升只是进化的第一步,全新第三代HR16智能发动机通过引进行业领先的发动机加工工艺,进一步完善发动机的结构,增加缸体和构件强度,配合尖端发动机技术,极大程度上强化了发动机的静谧性、平顺性和可靠性。相比前代产品以及同级其他产品,全新第三代HR16智能发动机在养护成本、使用寿命层面皆具备突出优势。

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首先,全新第三代HR16发动机的缸体采用了轻量铝合金技术,通过使用高强度轻质材料代替传统的钢铁材料,在降低发动机重量的同时,进一步提升发动机的散热效果,从而增加发动机的耐久性。由于铝合金导热较快,散热效果好,可在一定程度上减少零件膨胀变形,减少零件磨损量,使燃烧室温度降低,不易产生爆震。得益于该技术,第三代HR16智能发动机能够在全负荷工作状态下持续工作,使用寿命显著延长,为车辆输出更强的性能提升了坚实的物质基础。

其次,真圆加工工艺和纳米抛光技术的运用对发动机构件进行了充分的优化,减少摩擦系数,显著提升了发动机的平顺性和静谧性。真圆加工工艺能够将汽缸内径打造成更接近理想圆的状态,使活塞与汽缸内壁之间的摩擦更加均匀,配合间隙更加精密。而纳米抛光技术,通过降低凸轮轴和凸轮顶部表面的粗糙度,从而获得更加光滑、平整的构件表面,能够为用户提供愉悦静谧的驾驶体验。

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同时,全新第三代HR16智能发动机采用了一般只应用于F1赛车发动机上的裂解连杆技术,又称激光胀断连杆技术,进一步提升产品的可靠性。该技术采用激光制造预裂纹的切口断裂方法,使连杆体与盖之间实现分离面完全啮合的理想状态,使得连杆结构强度提高50%。通过一体式加工工艺,该技术充分提高了连杆体和盖的定位精度、装配质量以及承载能力,进一步减少构件摩擦,从而将全新第三代HR16智能发动机磨合公里数降低至一般发动机磨合公里数的10%~20%。更低的发动机故障率能够有效节约维修成本。

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为保证发动机进排气的时机,全新第三代HR16智能发动机在装配过程中采用凸轮中心角检测工艺,能够精准测量每一个凸轮的中心角角度,并在车辆的ECM引擎控制模块中录入该数据,以更精确地控制气门开合的时机,从而使发动机获得更大的动力性能(+1.4%)与燃油经济性(+0.2%)。

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除此之外,发动机的成品质量也是全新第三代HR16智能发动机研发和制造的重点。为充分保障发动机产品一致性,全新第三代HR16智能发动机还将在转盘式发动机测试台上进行包括发动机调试在内的一系列检测。每台发动机都需要经过53小时超高速耐久台架测试,100小时高油水温耐久台架测试,以检测其长期满负荷运转的可靠性和稳定性。整个服务器可以对测试台架中的发动机进行实时监控,及时排除存在异常的发动机,让每一台第14代轩逸都拥有畅快的加速体验。

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客户优先,产品为王。截至8月16日,第14代轩逸满月订单量已突破28898台。用户对产品的每一分认可,都来自东风日产对产品的极尽苛求。“我们希望用100%的努力,为用户带来哪怕1%的幸福提升。”第14代轩逸上市时的宣言掷地有声。正是在这样的产品研发理念之下,全新第三代HR16智能发动机一步传承,一步创新,步步突破而来,在三缸和小排量涡轮增压的时代,以全新蜕变的四缸自然吸气发动机实现了发动机效能的极致提升。

也正是源于这份苛求,东风日产能够不断推陈出新,为用户带来更加丰富的车型阵列,以更加先进、更加可靠、更加用心的产品,为每一位用户带来更加幸福的“人·车·生活”。

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