毫無疑問,在第六屆我信賴的商用車動(dòng)力評(píng)選中,玉柴股份的YC6K13柴油機(jī)一定會(huì)得到各方關(guān)注。
因?yàn)樗菂⒃u(píng)產(chǎn)品中排量最大、功率最大的機(jī)型。即使放眼國內(nèi)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(diǎn),《商用汽車新聞》記者更關(guān)注的,是它實(shí)打?qū)嵉恼娌膶?shí)料。
實(shí)在 新技術(shù)讓你一次用個(gè)夠
2010年,玉柴發(fā)布YC6K。該系列共有YC6K12、YC6K13兩款發(fā)動(dòng)機(jī),參加評(píng)選的,正是YC6K13。
說到13升發(fā)動(dòng)機(jī),市面上不乏這個(gè)排量段的產(chǎn)品。但仔細(xì)研究參數(shù)就會(huì)發(fā)現(xiàn),很多號(hào)稱13升的產(chǎn)品,其實(shí)際排量離13升還差“不止一點(diǎn)點(diǎn)”。而YC6K13的排量為12.939升,是標(biāo)準(zhǔn)的13升發(fā)動(dòng)機(jī)。真材實(shí)料,這是其一。
研究YC6K資料,記者發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)關(guān)鍵詞:第一、首次、最新、獨(dú)創(chuàng)。比如,YC6K是玉柴與國際知名零部件供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品,YC6K是我國第一款滿足歐3~歐6排放標(biāo)準(zhǔn)的頂置凸輪軸四氣門重型柴油機(jī);是發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)首次運(yùn)用RG可靠性增長技術(shù)的產(chǎn)品;使用最新的Top-DownCooling冷卻技術(shù);獨(dú)創(chuàng)性引入精確燃燒和電子控制技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)逆向橫流冷卻技術(shù)、高強(qiáng)度材料和高效發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)制動(dòng)技術(shù)。
對(duì)于這些技術(shù),沒有一定知識(shí)儲(chǔ)備的人還真是難以理解,好在玉柴聯(lián)合動(dòng)力股份有限公司(以下簡稱玉柴聯(lián)合動(dòng)力)營銷部副經(jīng)理陳曉東用通俗的語言解釋了一番,讓記者感嘆“厲害”!
首先是YC6K零部件的開發(fā)模式。6K發(fā)動(dòng)機(jī)均采用進(jìn)口零件或國際知名品牌在國內(nèi)的合資供應(yīng)商,并在整機(jī)設(shè)計(jì)之初就確定好使用邊界條件,以使零件工作在最優(yōu)區(qū)間,充分發(fā)揮其性能和可靠的優(yōu)勢(shì)。區(qū)別于拿來主義的簡單拼湊,可謂表里如一。真材實(shí)料,這是其二。
其次是RG(可靠性增長技術(shù))的應(yīng)用?!懊绹ㄓ迷谧龊娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)時(shí)需要解決可靠性問題,于是研發(fā)了RG(可靠性增長技術(shù)),這后來為其他企業(yè)所使用。簡單地說,可靠性增長技術(shù)就是在開發(fā)產(chǎn)品前根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)定目標(biāo),開發(fā)過程中有針對(duì)性地通過一系列控制優(yōu)化手段逐步增加發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性水平,最終達(dá)到可靠性目標(biāo)要求?!彼榻B說。
再來看YC6K的幾個(gè)獨(dú)門絕招。
第一,Top-Down Cooling冷卻技術(shù)(高效逆向冷卻技術(shù)),其優(yōu)點(diǎn)是冷卻水先接觸缸蓋鼻梁區(qū),讓鼻梁區(qū)的溫度比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiàng)技術(shù)也使得發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)得更靈活。
第二,頂置凸輪軸的采用稱得上“前無古人”?!霸赮C6K推出前,國內(nèi)10升以上商用車發(fā)動(dòng)機(jī)沒有使用頂置凸輪軸的?!标悤詵|告訴記者,頂置凸輪軸油耗、噪聲、可靠方面的優(yōu)勢(shì)突出。
具體來說,傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式是側(cè)置凸輪、推桿、挺柱、搖臂等組成一個(gè)長長的傳遞鏈條,由于這些零件都是彈性的,會(huì)產(chǎn)生壓縮、變形等問題;此外,凸輪型線控制氣門開啟、關(guān)閉速度,如果傳遞鏈條長,型線傳遞得就不是很準(zhǔn)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(zhǔn)確地控制氣門開啟和關(guān)閉,從而更精準(zhǔn)地控制燃燒,達(dá)到節(jié)油目的,同時(shí)也降低了氣門機(jī)構(gòu)傳遞噪聲。第二,傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用側(cè)置凸輪軸,為了掏出挺柱的運(yùn)動(dòng)空間,鑄造時(shí)需要在機(jī)體側(cè)面留出空間,這就造成機(jī)體不對(duì)稱,在冷卻過程中內(nèi)部應(yīng)力大,對(duì)壽命產(chǎn)生影響;而頂置凸輪軸使用對(duì)稱結(jié)構(gòu),能夠提高機(jī)體強(qiáng)度,從而可以提高抗爆發(fā)壓力的能力,進(jìn)而提高整機(jī)可靠性。
第三,采用高效的發(fā)動(dòng)機(jī)緩速技術(shù)。得益于頂置凸輪結(jié)構(gòu)及與國際知名制動(dòng)器公司JACOBS的聯(lián)合開發(fā),YC6K的制動(dòng)功率達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的正向功率輸出水平,簡單說,就是用多少速度上多大的坡,就可以用相同的車速下多大的坡。其優(yōu)點(diǎn)是可以減少淋水裝置、多拉貨,還可以排除路面安全隱患,同時(shí)能有效減少剎車片磨損,每年產(chǎn)生的效益非??捎^。
第四,集成化設(shè)計(jì)技術(shù)。通過將類似功能零件的集成化整合,使發(fā)動(dòng)機(jī)零部件數(shù)量大幅減少,降低滲漏風(fēng)險(xiǎn),在大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的同時(shí),使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。
突破性的技術(shù)伴隨的是高難度,不過,正是因?yàn)橄冗M(jìn)技術(shù)的采用,YC6K才能“一直被模仿,從未被超越”。技術(shù)遙遙領(lǐng)先,真材實(shí)料,這是其三。
扎實(shí) 低排放和高可靠可以兼得
國六被玉柴集團(tuán)公司董事局主席晏平稱為“關(guān)系玉柴生死存亡的挑戰(zhàn)”,在排放方面,YC6K做得相當(dāng)扎實(shí)。
YC6K設(shè)計(jì)時(shí)就瞄準(zhǔn)歐6,這是很多人知道的,但很少有人知道,這背后意味著什么。
歐6最大的要求之一就是缸內(nèi)爆發(fā)壓力控制。歐6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,這就對(duì)爆發(fā)壓力提出了更高要求——缸內(nèi)爆發(fā)壓力至少達(dá)到220bar?!癥C6K就是按照220bar爆壓設(shè)計(jì)的。其實(shí),針對(duì)國四、國五排放要求,爆發(fā)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(fā)壓力可以轉(zhuǎn)化為可靠性,這是YC6K得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)?!标悤詵|表示。
面對(duì)國六,工作量巨大,主要是提高爆發(fā)壓力、改進(jìn)燃油系統(tǒng)、后處理增加DPF和EGR?!癊GR會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)的控制帶來變化,DPF需要做標(biāo)定,主要是碳積累模式。”他進(jìn)一步介紹說,碳顆粒會(huì)在DPF內(nèi)積累,積累到一定程度就會(huì)把排氣堵上,這時(shí)就需要再生并判斷再生時(shí)間,如果不能準(zhǔn)確判斷,就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作失常。因此,需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)使用工況來標(biāo)定DPF碳積累模式,這個(gè)過程非常復(fù)雜。此外,由于發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)導(dǎo)致之前花了很大力氣標(biāo)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(duì)管徑粗細(xì)、保溫程度、流程阻力損失等做確認(rèn)。
實(shí)力 軟的硬的它都行
從2006年開始設(shè)計(jì),到2007年做出第一臺(tái)YC6K樣機(jī),再到2009年達(dá)到RG可靠性目標(biāo),玉柴足足用了3年時(shí)間做臺(tái)架試驗(yàn),累計(jì)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到4萬~5萬小時(shí)。YC6K的開發(fā)過程,離不開軟硬件的支持。
軟件方面,YC6K的開發(fā)流程按照歐洲知名專業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)咨詢公司AVL的標(biāo)準(zhǔn),其中的30多項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),玉柴已經(jīng)掌握。硬件方面,玉柴整套測(cè)試設(shè)備使用AVL產(chǎn)品?!氨热纾覀?nèi)渴褂秒姕u流測(cè)功機(jī),其好處是可以在發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)用電驅(qū)動(dòng),以了解其內(nèi)部摩擦功水平是否達(dá)到目標(biāo)。而水力測(cè)功機(jī)不能產(chǎn)生動(dòng)力,就不能完成這個(gè)工作,只有啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)才能測(cè)試功率、扭矩。假設(shè)水力測(cè)功機(jī)測(cè)出的功率是100千瓦,但并不會(huì)測(cè)出內(nèi)部摩擦功為10千瓦;而對(duì)玉柴來說,我們可以測(cè)出10千瓦,并要求控制在8千瓦以下,如果測(cè)出超過8千瓦,那就拆解、檢查,保證出廠的發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)一致。同時(shí),電渦流測(cè)功機(jī)反應(yīng)快,可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做瞬態(tài)加載實(shí)驗(yàn),最終帶給駕駛員的感受就是加速更有力、更順暢?!?陳曉東向《商用汽車新聞》記者介紹說,電渦流測(cè)功機(jī)只是性能開發(fā)的一個(gè)細(xì)節(jié),而“玉柴還有很多獨(dú)特的機(jī)械開發(fā)和性能開發(fā)來保障發(fā)動(dòng)機(jī)的品質(zhì)”。
相比于YC6K12,YC6K13除了排量增加外,發(fā)動(dòng)機(jī)本身也進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),可靠性進(jìn)一步提升。“比如優(yōu)化了燃油系統(tǒng),氣門輔助制動(dòng)使用了功率更高的產(chǎn)品?!标悤詵|介紹說。