毫無疑問,在第六屆我信賴的商用車動力評選中,玉柴股份的YC6K13柴油機一定會得到各方關注。
因為它是參評產品中排量最大、功率最大的機型。即使放眼國內重卡圈,12.939升的排量和580馬力的功率,也足以讓它傲視群雄。
不過,相比于大排量、大功率、大扭矩的賣點,記者更關注的,是它實打實的真材實料。
實在 新技術讓你一次用個夠
2010年,玉柴發布YC6K。該系列共有YC6K12、YC6K13兩款發動機,參加評選的,正是YC6K13。
說到13升發動機,市面上不乏這個排量段的產品。但仔細研究參數就會發現,很多號稱13升的產品,其實際排量離13升還差“不止一點點”。而YC6K13的排量為12.939升,是標準的13升發動機。真材實料,這是其一。
研究YC6K資料,記者發現了幾個關鍵詞:第一、首次、最新、獨創。比如,YC6K是我國第一款滿足歐三~歐六排放標準的頂置凸輪軸四氣門重型柴油機;是發動機行業首次運用可靠性增長技術的產品;使用最新的Top-DownCooling冷卻技術;獨創性引入精確燃燒和電子控制技術、發動機逆向橫流冷卻技術、高強度材料和高效發動機缸內制動技術。
對于這些技術,沒有一定知識儲備的人還真是難以理解,好在玉柴聯合動力股份有限公司(以下簡稱玉柴聯合動力)營銷部副經理陳曉東用通俗的語言解釋了一番,讓記者感嘆“厲害”!
“美國通用在做航空發動機研發時需要解決可靠性問題,于是研發了RG(可靠性增長技術),這后來為其他企業所使用。簡單地說,可靠性增長技術就是在開發產品后通過一系列控制手段,達到可靠性目標要求?!彼榻B說。
再來看Top-Down Cooling冷卻技術(高效逆向冷卻技術),其優點是冷卻水先接觸缸蓋鼻梁區,讓鼻梁區的溫度比傳統發動機降低15~16℃,這可以將氣缸蓋可靠性提升到更高水平。此外,這項技術也使得發動機散熱系統可以設計得更靈活。
頂置凸輪軸的采用稱得上“前無古人”。“在YC6K推出前,國內10升以上商用車發動機沒有使用頂置凸輪軸的?!标悤詵|告訴記者,頂置凸輪軸的優勢突出。
傳統的傳動方式是側置凸輪、推桿、挺柱、搖臂等組成一個長長的傳遞鏈條,由于這些零件都是彈性的,會產生壓縮、變形等問題;此外,凸輪型線控制氣門開啟、關閉速度,如果傳遞鏈條長,型線傳遞得就不是很準確。頂置凸輪軸去掉了推桿和挺柱,直接從凸輪軸傳遞到搖臂,可以更準確地控制氣門開啟和關閉,也降低了氣門機構傳遞噪聲。第二,傳統發動機使用側置凸輪軸,為了掏出挺柱的運動空間,鑄造時需要在機體側面留出空間,這就造成機體不對稱,在冷卻過程中內部應力大,對壽命產生影響;而頂置凸輪軸使用對稱結構,能夠提高機體強度,從而可以提高爆發壓力。
突破性的技術伴隨的是高難度,對此,陳曉東坦言,頂置凸輪軸技術難度高,“比如齒向間隙需要比較高的控制水平”。不過,正是因為先進技術的采用,YC6K才能“一直被模仿,從未被超越”。真材實料,這是其二。
扎實 低排放和高可靠可以兼得
國六被玉柴集團公司董事局主席晏平稱為“關系玉柴生死存亡的挑戰”,在排放方面,YC6K做得相當扎實。
YC6K設計時就瞄準歐六,這是很多人知道的,但很少有人知道,這背后意味著什么。
歐六最大的要求之一就是缸內爆發壓力控制。歐六階段,顆粒物排放接近零,除了用DPF控制外,燃燒過程也需要更充分;同時,爆發壓力提升會使氮氧化物排放增加,需要SCR將氮氧化物處理掉,因此,缸內爆發壓力至少達到220bar才能滿足歐六對顆粒物和氮氧化物的排放要求?!癥C6K就是按照220bar爆壓設計的。其實,針對國四、國五排放要求,爆發壓力不需要做到這么大,目前我們用到的在170~180bar左右。富余的爆發壓力可以轉化為可靠性,這是YC6K得天獨厚的優勢。”陳曉東表示。
面對國六,工作量巨大,主要是提高爆發壓力、改進燃油系統、后處理增加DPF和EGR?!癊GR會給發動機的控制帶來變化,DPF需要做標定,主要是碳積累模式?!彼M一步介紹說,碳顆粒會在DPF內積累,積累到一定程度就會把排氣堵上,這時就需要再生并判斷再生時間,如果不能準確判斷,就會導致發動機工作失常。因此,需要根據發動機使用工況來標定DPF碳積累模式,這個過程非常復雜。此外,由于發動機有一段排氣連接管延伸到整車,如果排氣連接管的長度不同、拐彎方向不同、余量不夠,就會導致之前花了很大力氣標定的碳積累模式不能正常使用,因此需要與整車廠一起做工作,對管徑粗細、保溫程度、流程阻力損失等做確認。
實力 軟的硬的它都行
從2006年開始設計,到2007年出第一臺YC6K樣機,再到2009年達到RG,玉柴聯合動力足足用了3年時間做臺架試驗,累計臺架試驗時間達到4萬~5萬小時。YC6K的開發過程,離不開軟硬件的支持。
軟件方面,YC6K的開發流程按照AVL標準,其中的30多項試驗內容和評判標準,玉柴聯合動力已經掌握。硬件方面,玉柴聯合動力整套測試設備使用AVL產品?!氨热纾覀內渴褂秒姕u流測功機,其好處是可以在發動機未啟動時用電驅動,以了解其內部摩擦功水平是否達到目標。而水力測功機不能產生動力,就不能完成這個工作,只有啟動發動機才能測試功率、扭矩。假設水力測功機測出的功率是100千瓦,但并不會測出內部摩擦功為10千瓦;而對玉柴聯合動力來說,我們可以測出這個10千瓦,并要求控制在8千瓦以下,如果測出超過8千瓦,那就拆解、檢查。同時,電渦流測功機反應快,可以對發動機做變負荷加載實驗,最終帶給駕駛員的感受就是加速更有力、更順暢?!彼蛴浾呓榻B說,電渦流測功機只是性能開發的一個細節,而“玉柴聯合動力還有很多的機械開發和性能開發”。
相比于YC6K12,YC6K13除了排量增加外,發動機本身也進行了技術改進,可靠性進一步提升?!氨热鐑灮巳加拖到y,氣門輔助制動使用了功率更高的產品。值得一提的是,YC6K13還采取了降重措施,目標是降低重量100千克,已完成30多千克?!彼硎?,因為氣缸蓋罩需要重新開模,而模具開發時間比較長,“預計今年3~4月可以實現降重100千克的目標?!?