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关于EB2发动机的一些随想

2022-09-28 17:57 作者:RedBlazeUltra  | 我要投稿

前两天有个网友给我抛了一个问题,让我谈谈PSA的EB2和福特的EcoBoost。讲真我根本就没摸过搭载这两种发动机的车子,所以完全没有办法给出任何评价。毕竟不是营销号,不能说超过自身认知范围的东西。

 

但是我可以说说在我认知范围里的东西。2013年4月,我入职NTN,在滚针轴承组装线上实习了半年以后,也就是同年10月,被分配到Powertrain Department,负责乘用车发动机上使用的轴承的设计校核。2014年1月,组里的一个老炮被调到德国办事处,把他负责的滚针轴承的设计校核工作移交给了我。然后不到3个月,他就从欧洲扔过来一个课题: 某个欧洲车企在他们新开发的引擎中用到了法国轴承制造商SNR(准确的来说,是NTN-SNR)的轴承,而其中的滚针轴承在开发验证中发生了早于计算寿命的失效。因为SNR并不精于滚针轴承的开发设计,于是SNR就找到了当时已经是SNR母公司的NTN寻求支持。

 

你应该已经猜到了,这个车企就是PSA,这款发动机就是EB2. 准确的来说是量产于2015年的EB2DT,因为EB2在2012年就已经量产了。轴承用在平衡轴上,就是下图里的7号零件。图中8号的滚珠轴承也是SNR供的。

 

既然要做技术支持,肯定得了解一下应用背景。于是,PSA给我们寄过来(我记得好像是)两个仅带平衡轴,其他啥都没有的中缸。也借这个机会,我得以一探这只新引擎的究竟。


结论上来说,当时知道的EB2的特点就两个:

1.     三缸

2.     油中正时皮带

 

先说三缸,在中国市场上,三缸的名声特别坏。因为以下一整套零件都由4变3,

活塞及其相关(活塞环,活塞注销)

连杆及其相关(小瓦,连杆螺栓)

曲轴大瓦

进排气气门及其相关(油封,弹簧,顶杆及其固定件)

火花塞及其相关(点火线圈,控制线,固定螺丝)

喷油嘴及其相关(密封环控制线)

外加中缸气门室,曲轴,凸轮轴等等的零件都做了相应的改变,零件成本降下来了那是必然的。在这个问题上没啥好说的。

 

同时又因为点火间隔的存在,自然而然地用户会把他和发动机抖动联系到一起。不过实际上就我个人的认知,比起点火间隔,三缸抖动的真正原因是因为曲轴各个位置的偏心轴和Counterweight造成的转动不平衡,这和轮胎上的动平衡原理比较相似。所以把三缸曲轴对称镜像后的直六,就是完美转动平衡的。而解决这种转动不平衡的办法,就如同EB2一样,可以通过加平衡轴来(一定程度上)抵消这种振动。但是理论上这种抵消效果是恒定的。所以对于社交媒体上出现的各种“开久了还是会抖”的声音,我想不到原因,也给不了我的见解。

 

那么除了成本,三缸有什么技术优点会让车企去造它呢?根本上还是因为它省掉的那些部件能让他们大大降低能量损失,这些损失发生在: 活塞和缸壁的滑动摩擦,连杆大小端的滑动摩擦,凸轮轴和气门顶筒的摩擦,气门油封的摩擦,还有消耗在气门弹簧上的能量等等,有些人可能会觉得,这能有多少啊,在乎这点么。说这话的人肯定不在乎,但我知道主机厂都在乎。单就我知道的,本田,尼桑,铃木,他们内部都有一个“能耗降低费效比基准”。对于每降低1%的油耗,或者换算成对应扭矩值,他们愿意为此在零件成本上多出多少钱。不仅如此,主机厂还会有别于量产开发,搞一些前置技术开发,来验证一些想法,这些想法可能源于他们自己,也可能来自于供货商的建议。我曾经就参与过本田的凸轮轴轴承滚动化(使用涨裂轴承外壳)和正时链条导轨的滚动化。这些都算是技术入库的(即技术优势得到认可,但是出于别的原因尚没有走到量产)。靠着这样类似于激励的机制,零部件供应商会想各种法子提供低阻技术和零件,来争取更多的市场份额。而主机厂则聚沙成塔,以前日系车省油,就是靠这样扣扣挖挖实现的。回过头来看四缸变三缸,这里面的降阻效果,不要太香。

 

再说油中皮带。这玩意儿是结合了正时皮带和正时链条的几个特点的产物。皮带和链条的最主要优缺点,主流认知基本符合事实,即皮带低噪但寿命短,链条则相反。那么油中皮带有啥优点呢?我们可以看看供应商的Dayco在他们网站上怎么说的。

https://www.daycoaftermarket.com/cn/product/timing-belt-in-oil-kits/


一个个来清点。第一点,如果他什么都不做就把以前的皮带泡在机油里,估计很快就会凉凉。所以这个第一点说了等于没说。

第二点,提了下可靠性,但是没有做(和非油中皮带的)横向比较,还是说了等于没说。

第三点,这个符合我的认知,有机油润滑后,皮带和惰轮之间的摩擦可以降低。更甚至与,在Dayco网站上的图片显示,这种油中皮带可以用通常正时链条才会用的导轨(不过EB2没有用,还是用的惰轮)。

https://www.daycoaftermarket.com/cn/product/timing-belt-in-oil-kits/


第四点,通过优化Layout可以降低噪音,这个也符合我的认知。而且因为做成油中后,正时盖变成中缸本身,而不是通常的塑料盖,隔音效果会好。以前开发滚动正时链条导轨的经验让我知道,正时链条系统的金属盖可以很大地降低某些频率的噪音。

第五点,这个主要是写给主机厂看的,对最终用户来说没啥意思。不过站在主机厂的角度,这影响正时系统的设计自由度。这已经不是我第一次提设计自由度这个词。正时系统变成油中环境后,搭配像上图这样的导轨系统,可以使用链条系统里常用的油压阻尼式张紧器。就算不用导轨,像EB2那样用传统的惰轮张紧器,那惰轮轴承可以不用油封+油脂的组合,而做成开放式,直接利用机油飞溅润滑。在保证此处的机油洁净度的前提下,花小钱办大事。(反过来机油不干净,有金属碎屑的话,连锁反应也很惨。)另外我猜测,对凸轮轴上的液压可变正时系统的设计也有好处。总之,这方面的好处肯定不少,不然主机厂不会贸然去承担巨大变革的风险。

 

说完优点本来应该说缺点的。不过EB2已经上市挺久的了。对于他的缺点,经常光顾汽修厂的用户肯定比我更懂,我就不多费字了。

 

回到对EB2这个引擎总的看法。仅从EPC上看到的引擎结构来说,我个人的感觉是,乏善可陈。至少我想要的他基本没有,比方说可变气门升程,电子水泵及相应的热管理系统等等。不过说起来说去,在它不是直六的时点,我就完全不会考虑去用它。它的好坏跟我没有半毛钱关系。

 

但是评价一款引擎也不能单纯地以堆技术来定高下,还是要结合市场定位来评价的。三缸机这东西也不是原罪。在日本,小排量三缸机有着极其广阔的市场。懂车的人应该都知道,我说的是日本国内市场里的轻自动车。这种轻车油耗低,体积小,结合日本政府的税率政策和申请牌照时不需要提供保管场所证明这些优势,无论农村还是城市,都颇有市场。日本人买这车时根本不考虑什么抖不抖的问题,也不考虑车身结构强度,25%偏置碰撞什么的。即便像我这种直六信者,到搬大物件时也不还是租轻卡?EB2也好,EcoBoost也好,在国内会有人诟病,根本问题不是技术好不好。说到底还是有人觉得它价不配位。

 

以上就是我个人对EB2的一些浅薄的认知。感觉内容不适合做成视频,所以仅发文字稿,供有需要的人参考。


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