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玉柴6K:真材實料的大馬力

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2017-02-28

  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(guān)注。

 

        因為它是參評產(chǎn)品中排量最大、功率最大的機型。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,《商用汽車新聞》記者更關(guān)注的,是它實打?qū)嵉恼娌膶嵙稀?/p>

 

        實在 新技術(shù)讓你一次用個夠

        2010年,玉柴發(fā)布YC6K。該系列共有YC6K12、YC6K13兩款發(fā)動機,參加評選的,正是YC6K13。

        說到13升發(fā)動機,市面上不乏這個排量段的產(chǎn)品。但仔細研究參數(shù)就會發(fā)現(xiàn),很多號稱13升的產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)的13升發(fā)動機。真材實料,這是其一。

        研究YC6K資料,記者發(fā)現(xiàn)了幾個關(guān)鍵詞:第一、首次、最新、獨創(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;是發(fā)動機行業(yè)首次運用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);獨創(chuàng)性引入精確燃燒和電子控制技術(shù)、發(fā)動機逆向橫流冷卻技術(shù)、高強度材料和高效發(fā)動機缸內(nèi)制動技術(shù)。

        對于這些技術(shù),沒有一定知識儲備的人還真是難以理解,好在玉柴聯(lián)合動力股份有限公司(以下簡稱玉柴聯(lián)合動力)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)動機均采用進口零件或國際知名品牌在國內(nèi)的合資供應(yīng)商,并在整機設(shè)計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。區(qū)別于拿來主義的簡單拼湊,可謂表里如一。真材實料,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)動機研發(fā)時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)市場需求設(shè)定目標(biāo),開發(fā)過程中有針對性地通過一系列控制優(yōu)化手段逐步增加發(fā)動機可靠性水平,最終達到可靠性目標(biāo)要求?!彼榻B說。

        再來看YC6K的幾個獨門絕招。

        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(shù)也使得發(fā)動機散熱系統(tǒng)可以設(shè)計得更靈活。

        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)動機沒有使用頂置凸輪軸的。”陳曉東告訴記者,頂置凸輪軸油耗、噪聲、可靠方面的優(yōu)勢突出。

        具體來說,傳統(tǒng)的傳動方式是側(cè)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(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,達到節(jié)油目的,同時也降低了氣門機構(gòu)傳遞噪聲。第二,傳統(tǒng)發(fā)動機使用側(cè)置凸輪軸,為了掏出挺柱的運動空間,鑄造時需要在機體側(cè)面留出空間,這就造成機體不對稱,在冷卻過程中內(nèi)部應(yīng)力大,對壽命產(chǎn)生影響;而頂置凸輪軸使用對稱結(jié)構(gòu),能夠提高機體強度,從而可以提高抗爆發(fā)壓力的能力,進而提高整機可靠性。

        第三,采用高效的發(fā)動機緩速技術(shù)。得益于頂置凸輪結(jié)構(gòu)及與國際知名制動器公司JACOBS的聯(lián)合開發(fā),YC6K的制動功率達到發(fā)動機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)計技術(shù)。通過將類似功能零件的集成化整合,使發(fā)動機零部件數(shù)量大幅減少,降低滲漏風(fēng)險,在大幅提高發(fā)動機可靠性的同時,使整機結(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,正是因為先進技術(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,真材實料,這是其三。

        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(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。

        YC6K設(shè)計時就瞄準(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,這就對爆發(fā)壓力提出了更高要求——缸內(nèi)爆發(fā)壓力至少達到220bar。“YC6K就是按照220bar爆壓設(shè)計的。其實,針對國四、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得天獨厚的優(yōu)勢。”陳曉東表示。

        面對國六,工作量巨大,主要是提高爆發(fā)壓力、改進燃油系統(tǒng)、后處理增加DPF和EGR?!癊GR會給發(fā)動機的控制帶來變化,DPF需要做標(biāo)定,主要是碳積累模式?!彼M一步介紹說,碳顆粒會在DPF內(nèi)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(zhǔn)確判斷,就會導(dǎo)致發(fā)動機工作失常。因此,需要根據(jù)發(fā)動機使用工況來標(biāo)定DPF碳積累模式,這個過程非常復(fù)雜。此外,由于發(fā)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(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,對管徑粗細、保溫程度、流程阻力損失等做確認(rèn)。

        實力 軟的硬的它都行

        從2006年開始設(shè)計,到2007年做出第一臺YC6K樣機,再到2009年達到RG可靠性目標(biāo),玉柴足足用了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(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)動機咨詢公司AVL的標(biāo)準(zhǔn),其中的30多項試驗內(nèi)容和評判標(biāo)準(zhǔn),玉柴已經(jīng)掌握。硬件方面,玉柴整套測試設(shè)備使用AVL產(chǎn)品。“比如,我們?nèi)渴褂秒姕u流測功機,其好處是可以在發(fā)動機未啟動時用電驅(qū)動,以了解其內(nèi)部摩擦功水平是否達到目標(biāo)。而水力測功機不能產(chǎn)生動力,就不能完成這個工作,只有啟動發(fā)動機才能測試功率、扭矩。假設(shè)水力測功機測出的功率是100千瓦,但并不會測出內(nèi)部摩擦功為10千瓦;而對玉柴來說,我們可以測出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,保證出廠的發(fā)動機品質(zhì)一致。同時,電渦流測功機反應(yīng)快,可以對發(fā)動機做瞬態(tài)加載實驗,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,電渦流測功機只是性能開發(fā)的一個細節(jié),而“玉柴還有很多獨特的機械開發(fā)和性能開發(fā)來保障發(fā)動機的品質(zhì)”。

        相比于YC6K12,YC6K13除了排量增加外,發(fā)動機本身也進行了技術(shù)改進,可靠性進一步提升。“比如優(yōu)化了燃油系統(tǒng),氣門輔助制動使用了功率更高的產(chǎn)品?!标悤詵|介紹說。