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玉柴6K:真材实料的大马力
文章来源:中国卡车信息网  作者: 发布日期:2017年12月14日
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  毫无疑问,在第六届我信赖的商用车动力评选中,玉柴股份的YC6K13柴油机一定会得到各方关注。


  因为它是参评产品中排量最大、功率最大的机型。即使放眼国内重卡圈,12.939升的排量和580马力的功率,也足以让它傲视群雄。


  不过,相比于大排量、大功率、大扭矩的卖点,记者更关注的,是它实打实的真材实料。


  实在 新技术让你一次用个够


  2010年,玉柴发布YC6K。该系列共有YC6K12、YC6K13两款发动机,参加评选的,正是YC6K13。


  说到13升发动机,市面上不乏这个排量段的产品。但仔细研究参数就会发现,很多号称13升的产品,其实际排量离13升还差“不止一点点”。而YC6K13的排量为12.939升,是标准的13升发动机。真材实料,这是其一。


  研究YC6K资料,记者发现了几个关键词:第一、首次、最新、独创。比如,YC6K是我国第一款满足欧三~欧六排放标准的顶置凸轮轴四气门重型柴油机;是发动机行业首次运用可靠性增长技术的产品;使用最新的Top-DownCooling冷却技术;独创性引入精确燃烧和电子控制技术、发动机逆向横流冷却技术、高强度材料和高效发动机缸内制动技术。


  对于这些技术,没有一定知识储备的人还真是难以理解,好在玉柴联合动力股份有限公司(以下简称玉柴联合动力)营销部副经理陈晓东用通俗的语言解释了一番,让记者感叹“厉害”!


  “美国通用在做航空发动机研发时需要解决可靠性问题,于是研发了RG(可靠性增长技术),这后来为其他企业所使用。简单地说,可靠性增长技术就是在开发产品后通过一系列控制手段,达到可靠性目标要求。”他介绍说。


  再来看Top-Down Cooling冷却技术(高效逆向冷却技术),其优点是冷却水先接触缸盖鼻梁区,让鼻梁区的温度比传统发动机降低15~16℃,这可以将气缸盖可靠性提升到更高水平。此外,这项技术也使得发动机散热系统可以设计得更灵活。


  顶置凸轮轴的采用称得上“前无古人”。“在YC6K推出前,国内10升以上商用车发动机没有使用顶置凸轮轴的。”陈晓东告诉记者,顶置凸轮轴的优势突出。


  传统的传动方式是侧置凸轮、推杆、挺柱、摇臂等组成一个长长的传递链条,由于这些零件都是弹性的,会产生压缩、变形等问题;此外,凸轮型线控制气门开启、关闭速度,如果传递链条长,型线传递得就不是很准确。顶置凸轮轴去掉了推杆和挺柱,直接从凸轮轴传递到摇臂,可以更准确地控制气门开启和关闭,也降低了气门机构传递噪声。第二,传统发动机使用侧置凸轮轴,为了掏出挺柱的运动空间,铸造时需要在机体侧面留出空间,这就造成机体不对称,在冷却过程中内部应力大,对寿命产生影响;而顶置凸轮轴使用对称结构,能够提高机体强度,从而可以提高爆发压力。


  突破性的技术伴随的是高难度,对此,陈晓东坦言,顶置凸轮轴技术难度高,“比如齿向间隙需要比较高的控制水平”。不过,正是因为先进技术的采用,YC6K才能“一直被模仿,从未被超越”。真材实料,这是其二。


  扎实 低排放和高可靠可以兼得


  国六被玉柴集团公司董事局主席晏平称为“关系玉柴生死存亡的挑战”,在排放方面,YC6K做得相当扎实。


  YC6K设计时就瞄准欧六,这是很多人知道的,但很少有人知道,这背后意味着什么。


  欧六最大的要求之一就是缸内爆发压力控制。欧六阶段,颗粒物排放接近零,除了用DPF控制外,燃烧过程也需要更充分;同时,爆发压力提升会使氮氧化物排放增加,需要SCR将氮氧化物处理掉,因此,缸内爆发压力至少达到220bar才能满足欧六对颗粒物和氮氧化物的排放要求。“YC6K就是按照220bar爆压设计的。其实,针对国四、国五排放要求,爆发压力不需要做到这么大,目前我们用到的在170~180bar左右。富余的爆发压力可以转化为可靠性,这是YC6K得天独厚的优势。”陈晓东表示。


  面对国六,工作量巨大,主要是提高爆发压力、改进燃油系统、后处理增加DPF和EGR。“EGR会给发动机的控制带来变化,DPF需要做标定,主要是碳积累模式。”他进一步介绍说,碳颗粒会在DPF内积累,积累到一定程度就会把排气堵上,这时就需要再生并判断再生时间,如果不能准确判断,就会导致发动机工作失常。因此,需要根据发动机使用工况来标定DPF碳积累模式,这个过程非常复杂。此外,由于发动机有一段排气连接管延伸到整车,如果排气连接管的长度不同、拐弯方向不同、余量不够,就会导致之前花了很大力气标定的碳积累模式不能正常使用,因此需要与整车厂一起做工作,对管径粗细、保温程度、流程阻力损失等做确认。


  实力 软的硬的它都行


  从2006年开始设计,到2007年出第一台YC6K样机,再到2009年达到RG,玉柴联合动力足足用了3年时间做台架试验,累计台架试验时间达到4万~5万小时。YC6K的开发过程,离不开软硬件的支持。


  软件方面,YC6K的开发流程按照AVL标准,其中的30多项试验内容和评判标准,玉柴联合动力已经掌握。硬件方面,玉柴联合动力整套测试设备使用AVL产品。“比如,我们全部使用电涡流测功机,其好处是可以在发动机未启动时用电驱动,以了解其内部摩擦功水平是否达到目标。而水力测功机不能产生动力,就不能完成这个工作,只有启动发动机才能测试功率、扭矩。假设水力测功机测出的功率是100千瓦,但并不会测出内部摩擦功为10千瓦;而对玉柴联合动力来说,我们可以测出这个10千瓦,并要求控制在8千瓦以下,如果测出超过8千瓦,那就拆解、检查。同时,电涡流测功机反应快,可以对发动机做变负荷加载实验,最终带给驾驶员的感受就是加速更有力、更顺畅。”他向记者介绍说,电涡流测功机只是性能开发的一个细节,而“玉柴联合动力还有很多的机械开发和性能开发”。


  相比于YC6K12,YC6K13除了排量增加外,发动机本身也进行了技术改进,可靠性进一步提升。“比如优化了燃油系统,气门辅助制动使用了功率更高的产品。值得一提的是,YC6K13还采取了降重措施,目标是降低重量100千克,已完成30多千克。”他表示,因为气缸盖罩需要重新开模,而模具开发时间比较长,“预计今年3~4月可以实现降重100千克的目标。”



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