為擊敗渦輪增壓而生的GM 2.7L TurboMax Engine
默默KG | 01-12
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道朗格在中國推出的雪佛蘭Tahoe、GMC Yukon搭載了一款代號為L3B的2.7T引擎,這款還有另外一個名字——2.7L TurboMax Engine。
TurboMax是通用汽車打造的全新動力品牌,相比較Ecotec家族,TurboMax參考了通用旗下輝煌的DuraMax。相愛相殺的美國三大,TurboMax主要的競爭對手是福特的EcoBoost、克萊斯勒的Hurricane。
L3B首次應(yīng)用是2019款雪佛蘭Silverado和2019款GMC Sierra,這是兩臺全美都非常知名的全尺寸皮卡。隨著兩款產(chǎn)品進(jìn)入2022年的改款,通用汽車對L3B進(jìn)行了一次更新,提升剛度、強(qiáng)度,改善噪音、震動和NVH,使其最大功率達(dá)到223kW@5500rpm,最大扭矩達(dá)到500Nm@2000-3500rpm,成為最強(qiáng)性能版本。
對此,通用汽車表示,2019年開始L3B已經(jīng)在市場上證明了可靠性和穩(wěn)定性,這使得通用汽車開始研究性能提升,并推出了現(xiàn)在的版本。目前,通用汽車服役的一共有兩臺2.7T引擎,基礎(chǔ)版本L2R,性能版本L3B,兩者在部分硬件上存在不同,基礎(chǔ)版無法通過軟件升級得到L3B的動力。
受到市場對L3B的正向反饋,通用汽車已經(jīng)考慮在集團(tuán)內(nèi)部大力推廣該引擎,除全尺寸皮卡,未來中型皮卡也會搭載,同時(shí)也是凱迪拉克CT4-V的唯一引擎。
L3B的由來,一方面是全球逐漸嚴(yán)苛的排放法規(guī),通用汽車決定開發(fā)一款取代3.6L V6 LGX、3.6L V6 LGZ 以及 4.3L V6 LV3的渦輪增壓發(fā)動機(jī) ;一方面考慮到皮卡尤為注重低扭、拖拽,加之美國用戶對傳統(tǒng)大排引擎的習(xí)慣,通用汽車決定開發(fā)一款解決渦輪遲滯的渦輪增壓發(fā)動機(jī)。
這種需求使得L3B的開發(fā)與其他渦輪增壓發(fā)動機(jī)完全不同。通用汽車工程師坦言,傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機(jī)希望通過減小體積,降低機(jī)械摩擦損失,追求更好的經(jīng)濟(jì)性,在單氣缸排量上努力恪守0.5L最優(yōu)單缸的標(biāo)準(zhǔn)——因?yàn)榇藭r(shí)燃效最優(yōu),但這些都不是通用汽車考慮的重點(diǎn),L3B是一臺逆渦輪增壓發(fā)動機(jī)思路而開發(fā)的渦輪增壓發(fā)動機(jī),L3B的使命是「干掉渦輪增壓」。
最終,L3B的體積并不遜于傳統(tǒng)的V6引擎,在雪佛蘭Tahoe引擎艙里,原本裝下一臺小缸體的V8引擎綽綽有余,對這臺引擎反而有點(diǎn)捉襟見肘,完全沒有小型化的意思,與此同時(shí),0.675L的超大單缸已經(jīng)嚴(yán)重背離了0.5L的最優(yōu)單缸。
通用汽車解釋道,其他渦輪增壓發(fā)動機(jī)的心臟是缸體,而L3B的心臟是渦輪,通用首先設(shè)計(jì)了渦輪,為了渦輪又去設(shè)計(jì)了缸體、缸蓋和下底殼,核心是降低渦輪遲滯。
L3B的渦輪由博格華納提供,采用了57mm的渦輪扇葉和雙渦管的設(shè)計(jì),對應(yīng)1-4、2-3兩組排氣,一對獨(dú)立的腔室由對應(yīng)兩個氣缸產(chǎn)生的廢氣,降低相互干擾、提升預(yù)熱速度同時(shí)提高流速,提升了傳統(tǒng)渦輪增壓器的性能和效率,具有更快的響應(yīng)和增強(qiáng)的低扭。
電控廢氣旁通閥為渦輪增壓器提供更加精準(zhǔn)的增壓壓力,以實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)、更一致的性能。渦輪增壓器的加壓加熱空氣在進(jìn)入發(fā)動機(jī)之前通過熱交換器泵送,充氣溫度可以降低約 74 攝氏度,為燃燒室注入更涼爽、更稠密的空氣。
為了擁有足夠的廢氣,通用汽車決定開發(fā)超大單缸,加大氣缸排出的廢氣量,讓他們匯聚成一個有力的拳頭,重重的捶打渦輪,以提升響應(yīng)性。
開發(fā)L3B時(shí),通用汽車確立了新一代引擎的開發(fā)思路——「單缸最優(yōu)」,通過優(yōu)化燃燒室參數(shù)設(shè)計(jì),輔以改進(jìn)的噴油系統(tǒng)與空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)/控制參數(shù),經(jīng)過「尋優(yōu)」得到最佳的單缸參數(shù)組合。
「單缸最優(yōu)」起初以4.0T的V6引擎為基準(zhǔn)展開,率先開發(fā)了2.7T四缸引擎。稍微有些遺憾的是,通用汽車在2022年停止了基于L3B開發(fā)六缸引擎的計(jì)劃,轉(zhuǎn)而開發(fā)一款更加小巧的2.5T渦輪增壓發(fā)動機(jī),依然是最優(yōu)單缸,將來C1橫置平臺有望采用,別克昂科雷有計(jì)劃在2025年搭載這臺引擎匹配8AT變速箱。這是后話。
L3B開發(fā)之初專為皮卡研發(fā),通用汽車認(rèn)為只有低渦輪遲滯,盡早釋放扭矩,才能幫助用戶在低速下拉著房車、游艇、樹木、貨物翻山越嶺。美國媒體一遍遍用各種實(shí)證來證明該款引擎的強(qiáng)大實(shí)力,然而通用汽車也希望用戶可以在乎這臺引擎在各種工況下的可靠性。
L3B的缸體和缸頭由鋁合金鑄造而成,配備具有 VVT 和 VVL 技術(shù)的 DOHC 氣門機(jī)構(gòu),創(chuàng)新性采用了雙頂置凸輪軸氣門機(jī)構(gòu),通過三段式可變凸輪軸滑動實(shí)現(xiàn)主動閉缸技術(shù)。這套機(jī)電可變凸輪軸與可變氣門正時(shí)系統(tǒng)相輔相成,L3B可以實(shí)現(xiàn)四缸性能、四缸經(jīng)濟(jì)以及兩缸超級經(jīng)濟(jì)三種模式,為此該技術(shù)也被稱為Tripower可變氣門管理技術(shù),被廣泛應(yīng)用在上汽通用的2.0T LSY發(fā)動機(jī)上。
L3B與LSY發(fā)動機(jī)共平臺,所采用的閉缸技術(shù)與通用旗下小缸體V8引擎不同,前者的閉缸技術(shù)的可靠性領(lǐng)先非常之多。
主動閉缸技術(shù)是美國引擎的一大特點(diǎn),也是通用汽車最早發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。通用對該技術(shù)的驕傲程度,讓他們推出了凱迪拉克V8-6-4(雖然...但是...這臺車的故事有點(diǎn)多)。記住,不是所有地區(qū)都會發(fā)展主動閉缸技術(shù),主動閉缸技術(shù)只會出現(xiàn)在幅員遼闊、長途駕駛盛行的地區(qū),工況穩(wěn)定、功率恒定,發(fā)動機(jī)進(jìn)入兩缸模式,理論上可以節(jié)省15%的燃料。
L3B采用了鏈條傳動,鏈條具備拉伸性低、摩擦力低的特點(diǎn)。一般鏈條受損主要來自潤滑不夠和負(fù)載過大,L3B上有一個專門設(shè)計(jì)張緊器,內(nèi)部有特殊設(shè)計(jì)的小型泄壓閥,會主動調(diào)節(jié)鏈條,確保不會拉伸、不會過載。L3B上有非常多類似的設(shè)計(jì),這些小的設(shè)計(jì)共同為引擎的可靠性保駕護(hù)航。
L3B有一個非常有趣的電動水泵,內(nèi)部是一個600W的電機(jī)。通用汽車考慮到L3B的主要場景是皮卡,如果車輛長期高性能運(yùn)作,比如爬坡、載物、拖拽,發(fā)動機(jī)會進(jìn)入非常高溫的狀態(tài)。傳統(tǒng)水泵通常與發(fā)動機(jī)曲軸連接,遇到紅綠燈、停車,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低,水泵泵送的冷卻液流速也會隨之降低,而此時(shí)發(fā)動機(jī)依然需要全力的散熱。L3B的電子水泵就可以解決這個問題,哪怕是駐車,依舊可以全力提供散熱,反之當(dāng)發(fā)動機(jī)預(yù)熱時(shí),電子水泵也可以主動降低熱量,幫助發(fā)動機(jī)加快預(yù)熱,減少熱量損失。
電動水泵是通用皮卡引擎的首創(chuàng), 消除了傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動水泵帶來的寄生阻力,提高了發(fā)動機(jī)的性能和效率,還可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的座艙加熱,即使發(fā)動機(jī)進(jìn)入啟停狀態(tài)。集成式排氣歧管,可利用廢熱,加快發(fā)動機(jī)和變速箱預(yù)熱速度,實(shí)現(xiàn)更快的渦輪增壓響應(yīng)。機(jī)油濾清器供給的機(jī)油首先經(jīng)過渦輪,渦輪可以一直得到干凈、涼爽、新鮮的機(jī)油。
L3B的所有元件都是為滿足皮卡環(huán)境中的渦輪增壓性能需求而設(shè)計(jì)的,與 Silverado 久經(jīng)考驗(yàn)的 V8 發(fā)動機(jī)一樣享受嚴(yán)格的耐用性標(biāo)準(zhǔn)。
為了支持渦輪增壓帶來的高氣缸壓力,曲軸和連桿由鍛鋼制成,活塞由堅(jiān)韌的鋁合金制成,帶有鑄鐵環(huán)槽嵌件,球墨鑄鐵的內(nèi)襯——這是目前能買到的最好的材料。通用汽車拆解了一臺經(jīng)過暴力測試過的L3B,測試過程幾乎全部是全功率、全扭矩等最惡劣的情況,使用強(qiáng)度超過99%用戶,結(jié)果就是平衡軸嶄新如初,內(nèi)襯光潔如新,幾乎沒有痕跡。
判斷引擎是不是老美開發(fā)的一個非常至關(guān)重要的點(diǎn)就是,挑不挑油。老美自己做的引擎往往在燃油標(biāo)號上非常地道,最便宜的油爆發(fā)最強(qiáng)的動力,如果遇到一臺通用汽車需要使用95#汽油,那就一定是通用歐洲的產(chǎn)品了。
最后,L3B引擎是目前通用皮卡系列引擎里耐用度最高的一款,也是最被低估的一款引擎,是通用汽車未來的絕對主力,其最大的賣點(diǎn)是耐用性,因?yàn)槟陀眯蕴茫@臺引擎現(xiàn)在的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上壓榨。
與此同時(shí),這也是目前引進(jìn)到中國最合適的引擎,不需要閹割動力就能通過國六,而對應(yīng)的V8版本無一例外都會降低功率,比如同樣引進(jìn)的Ford Mustang Dark Horse,動力夠用、保養(yǎng)成本低、耐用度高。說真的,倘若引進(jìn)6.2L V8和3.0T柴油,葉公好龍者叫好,真車主或許會一肚子苦水。