解放動力VNT發動機技術

解放動力VNT發動機技術,是解放動力基於奧威國六平台最新開發的匹配可變噴嘴渦輪增壓器(Variable Nozzle Turbocharger)的CA6DM3-E610系列柴油發動機。

技術介紹,技術特點,技術套用,

技術介紹

解放動力基於奧威國六平台匹配了全球渦輪增壓技術領導者蓋瑞特動力科技開發的第四代DAVNT增壓器,結合發動機結構設計技術、電控系統設計技術,推出了CA6DM3-E610系列發動機,即解放動力VNT發動機。該系列發動機在滿足國六b排放標準前提下,全轉速範圍內燃油經濟性提升3%-5%,發動機的瞬態性能提升20%,低速扭矩提升15%。解放動力VNT發動機成為國內首個在重型發動機上匹配VNT增壓器的發動機,為用戶節省運輸成本,為“雙碳”目標貢獻力量。

技術特點

全新的增壓器
解放動力VNT發動機採用的VNT技術是蓋瑞特第四代DAVNT產品。蓋瑞特第四代DAVNT(DoubleAxle Variable Nozzle Turbocharger),是指渦輪噴嘴葉片由雙軸支撐的可變噴嘴渦輪增壓器,其採用全新的結構與材料強化設計,提升了產品耐久性,達到B10壽命150萬公里的生命周期;以及通過對VNT的渦輪、壓輪及噴嘴葉片的全新最佳化設計,並使用低摩擦球軸承,將VNT增壓器的效率提升至行業水平,降低發動機燃油耗,同時瞬態性能明顯提升。
燃油經濟性和瞬態動力性
可變噴嘴環增壓器(VNT)相對普通增壓器具有較寬的流量範圍,且高效率區域更加寬廣,可兼顧高、低速的燃油經濟性和瞬態回響性。在低負荷時,通過ECU控制噴嘴環葉片開度,充分利用廢氣能量,保持較高的增壓壓力,利於提升低速扭矩;當發動機高負荷運行時,通過ECU精確的控制噴嘴環葉片開度,使氣流流通截面積變大,降低泵氣損失,從而降低油耗,同時也可以降低增壓器轉速,防止增壓器超速。VNT技術相當於多個不同大小的渦輪機在快速切換,實現了加速過程進氣與供油的同步,從而實現發動機全工況瞬態性能的控制。
高溫套用專業經驗
第四代DAVNT是蓋瑞特柴油渦輪增壓器成熟量產能力與汽油機產品開發中的高溫套用經驗相結合,開發出的新一代清潔高效柴油發動機可變噴嘴渦輪增壓器,實現的效率和回響性。高溫對複雜的渦輪系統來說是一種技術性挑戰,對增壓器空氣動力學、轉子動力學和材料科學方面的重新設計和最佳化,確保了如VNT噴嘴組件、渦輪等關鍵部件的性能和系統完整性,保證了VNT增壓器的高可靠性。
軟體控制技術
解放動力VNT發動機採用了新一代國Ⅵ自主電控ECU平台技術,為進一步挖掘發動機及VNT增壓器的性能潛力,解放動力最佳化發動機的自主電控系統,使ECU根據發動機工況需求高效地控制VNT的噴嘴環葉片的開度。軟體控制系統根據發動機的運行工況計算出最優的VNT開度,也可以保證VNT開度及時達到目標值,解放動力VNT發動機在滿足國六b排放及油耗法規的情況下,提高發動機的動力性、改善油耗,從而提升整車駕駛性能和燃油經濟性。
首創及歷史經驗
由於重型柴油機工況運行具有負荷高、工況變化快、運行時間長的特點,VNT增壓器零部件的耐高溫、耐磨損等可靠性問題一直是VNT在重型柴油機上套用的難點,為解決這一難點,解放動力與蓋瑞特科技聯手,通過最佳化柴油機的結構設計,改善增壓器的設計、材料與製造工藝,再通過台架與整車考核試驗進行驗證,使得解放動力VNT發動機與VNT增壓器均通過考核,滿足量產的要求。解放動力VNT發動機成為國內首個在國六平台上匹配VNT增壓器的重型發動機,也是蓋瑞特第四代DAVNT增壓器匹配並量產的全球首款重型柴油發動機。

技術套用

發動機燃油經濟性
解放動力VNT發動機通過結合高效的VNT增壓器、發動機設計、電控系統設計與標定技術,使得解放動力VNT發動機在全轉速全負荷範圍內改善燃油經濟性,從而使發動機在全轉速範圍內燃油經濟性提升3%-5%,提升整車節油性能。
發動機瞬態回響性
VNT增壓器匹配了低摩擦球軸承,具有瞬態性能,發動機在快速提升負荷時,可以通過發動機ECU及時控制VNT葉片的開度,實現發動機進氣量的快速提升,從而使發動機的實際扭矩快速達到目標扭矩,採用VNT增壓器後發動機的瞬態性能提升20%,整車表現出加速性能,提高駕駛場景適應性。
發動機動力性
解放動力奧威平台匹配了VNT後,成功打造了VNT發動機,其最大升功率提升7%,最大扭矩提升7.6%,低速扭矩提升15%,更加能滿足整車對於低速大扭矩的需求,可以在運行工況實現發動機性能最佳化,提升整車對山區、國道、高速的全地形適應能力,以實現整車多場景性能最優,也更加滿足終端用戶對於整車動力的需求。
低污染物排放
解放動力VNT發動機具有較高的動力性和瞬態回響性、提升整車駕駛性能,還可以在提高燃油效率的同時減少氮氧化物的產生,降低對生態環境的不利影響,同時還降低了尿素消耗量。其匹配的第四代DAVNT渦輪增壓器具有行業增壓器效率,能夠利用廢氣中能量,提高了燃油經濟性,減少二氧化碳的產生,也是實現低碳、綠色發展的途徑。解放動力VNT發動機使得整車也綠色、低碳、環保。

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