有關LSY發動機的重要參數如下所示:
1LSY 4缸發動機
隨著2019款XT4的發布,凱迪拉克在豪華緊湊型SUV領域的占有率與梅賽德斯奔馳GLA和寶馬X1等競爭對手可謂不相上下。該款發動機與在其他凱迪拉克車型上得以應用的量產LTG 2.0 L機型相比,具有全面的技術優勢。其在美國田納西州斯普林希爾的新裝配線上生產,在XT4車型上采用橫向布置,而在CT6車型上則采用縱向配置。
據LSY副總工程師Kris Keary介紹,目前凱迪拉克的重點研發方向在于提高該款LSY發動機的效率和低端扭矩響應。在1 500 r/min時,其可實現350 N?m的全扭矩輸出,并且將該扭矩輸出狀態持續到4 000 r/min,以此提高駕駛趣味性。在5 000 r/min時,LSY還可達到97%的峰值扭矩。霍尼韋爾生產的小尺寸渦輪增壓器是確保扭矩曲線實現該輸出狀態的關鍵所在。凱迪拉克可以布設一個大型渦輪增壓器來實現與競爭機型相持平的功率數值,但為此還需權衡隨之而來的渦輪遲滯現象,通過使用該小型增壓器,即可獲得平穩的扭矩曲線。與原機型相比,LSY具有更強的動力性能且響應更快速。由于在運行過程中,使用發動機峰值扭矩比峰值功率更頻繁,因此LSY的功率值有著較好的競爭性。
其他可提升效率的零部件包括一個由電腦控制的連續可變排量機油泵,以及采用精確控制開啟和關閉的電控泄壓閥及智能電控碳罐泵,其可輔助LSY滿足燃油蒸汽排放系統(EVAP)的需求。復合材料的油底殼減輕了整機質量,曲軸前端蓋和后端蓋也實現了輕量化。由通用公司鑄造的高壓壓鑄鋁缸體,可以分為兩個版本,其中一個采用橫向布置,另一個則采用縱向布置,該缸體采用了較低的曲軸箱外緣群擺,以此避免了多余懸置點的額外質量。
在缸體底部,通用團隊采用了最合適的主軸承,并對每臺缸體和曲軸都進行了精確測量。在裝配線上合裝缸體和曲軸時,對于特定的缸體、曲軸組合,通過燈光系統通知操作工對主軸承采取最佳組合的裝配形式,以此可減小缸體和曲軸的裝配間隙,從而減少機油的使用量。節省的這部分機油雖然總量較少,但是依然可對曲軸上的多個軸承進行充分潤滑。
2電子氣門技術
LSY的兩個重要的創新點可以進一步實現研發工程師的高效率目標。其中一項創新是采用了被稱作“Tripower”的氣門組件。Ecotec原機型配備有兩種模式的進氣門升程控制系統(IVLC),而LSY則增加了第三種模式——主動燃油管理(AFM)。由電子機械執行器代替液壓驅動的停缸技術,在不同模式下進行驅動也會發生變化。由于其無需控制升程和AFM狀態,潤滑路徑可隨之進行調整。
Tripower的特征是,具有一根沿著凸輪軸進行移動的管套,像蝸桿軌跡一樣的移動槽用于嚙合不同的凸輪塊。在發動機頂部的電子機械執行器適時可將壓桿插入槽內,當凸輪轉動時管套進行滑動,凸輪塊就可逐步移動到三種運行模式中的任何一種。
Tripower系統提供了三種發動機模式:高升程模式用于正常運轉工況;低升程模式為了在低負荷工況下有更高效率;在低負荷工況下沿著一條市內限速的主干道區域行駛時,主動燃油管理功能可以關閉位于中間的兩個氣缸。凱迪拉克方面聲稱,在高升程模式下,僅通過減小摩擦即可使發動機效率提升達1%~12%。在低升程模式下,可將熱效率改善達5%,在日常駕駛過程中均可應用該類模式。
與LTG發動機相比,兩缸模式可在發動機性能曲線區域內使熱效率改善達15%。多行代碼及控制系統的配合才能讓三種模式無縫運轉,對整個系統及所有的執行器進行診斷,才能確保其達到穩定運行狀態。
3主動熱管理
大量的軟件開發,包括來自多個冷卻液溫度傳感器讀數的合并,是LSY主動熱管理系統(ATM)順利運行的關鍵。關鍵零部件包括電子冷卻液控制閥和電動冷卻泵。通用汽車曾使用過電動冷卻泵,但ATM在量產機型上則是首次使用。電動冷卻泵可通過發動機控制系統的泵速進行工況調整,并提供可變流量,冷卻液控制閥可使冷卻液流至缸體、缸蓋、發動機機油或者變速器冷卻器等任何需要冷卻的部位。
ATM的最大優勢是可進行快速暖機。在冷起動工況下,低流量模式介入,促使燃燒室迅速變暖。ATM也能實現座艙及變速器的快速加熱。此外,在缸蓋上的集成排氣歧管設計回收廢氣熱量使發動機和變速器實現快速暖機,同時提供快迅捷的渦輪增壓響應。一旦發動機變暖,無需全速運轉水泵,即可使冷卻液被分配到最需要的工作區域。
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