1.2THP:多措并举,静如处子
DS 4S搭载的1.2THP发动机排量为1.199L、缸径为75mm,活塞行程为90.5mm,压缩比为9.5,采用直列3缸设计。读到这里,相信许多读者都会有这样的疑问:作为一款定位于豪华精致两厢车,DS 4S为何会搭载一款3缸发动机?
在人们传统印象中,3缸发动机曾经是低端、廉价、性能不佳的代名词,人们很容易将3缸发动机与“抖动”、“噪音”、“不平顺”等词汇联系到一起。但是,随着石油资源的日趋紧张、环境污染越来越严重,汽车动力系统轻量化、紧凑化、节能环保已成为汽车厂商越来越重视的新课题,因此小排量的3缸发动机已开始涌现,如大众的1.4TSl和福特的Ecoboost 1.0T。
为了让DS 4S搭载的这款直列3缸1.2THP铝合金发动机具有良好的平顺性和较低的噪音,PSA的工程师有针对性地采取多种措施。如通过采用平衡轴、双质量飞轮、解祸式静音齿轮、湿式正时皮带、超低粘度纯合成机油、活塞和连杆轻量化设计、进排气消音以及活塞、活塞环和气门挺柱进行DLC涂层等,以改善发动机NVH。
(1)双质量飞轮
采用双质量飞轮(图4)是当前汽车上隔振减振效果最好的措施。将传统的飞轮一分为二,它们通过弹簧扭转减振器连接为一体。一部分质量装在发动机内,用于启动和传递发动机的转动扭矩,另一部分质量装在变速器内,用以提高变速器的转动惯量。另外,将飞轮分成质量不同的两部分,还能使传动系统的固有频率大幅下降,从而避开发动机的共振区,避免共振。同时,弹簧扭转减振器用来吸收发动机输出扭矩中所包含的变动扭矩成分,将平均化的扭矩传递给变速器,衰减与扭转有关的震动和噪音。
(2)单平衡轴设计
为了改善3缸发动机的平顺性,1.2THP发动机采用了单平衡轴设计(图4)。单平衡轴是一个装有偏心重块,通过齿轮传动随曲轴同步旋转的轴,利用偏心重块所产生的反向振动,平衡大部分的振动,使发动机具有良好的平衡性,降低发动机的振动。
(3)解耦式静音齿轮
由于平衡轴与发动机曲轴是通过齿轮传动的,因此增加了一组齿轮传动,这又不可避免地增大了噪音,为此,PSA的工程师又采用了解藕式静音齿轮(图5)。与传统齿轮不同,解a式静音齿轮由内圈、外圈和中间的橡胶三部分组成。内圈和外圈为金属材质,通过中间部分的橡胶联接在一起。由于橡胶的弹性能够很好地吸收齿轮在传动过程中内、外两部分金属产生冲击、振动和噪音,为发动机的静音起到了非常大的作用。另外,PSA的工程师还对齿轮组的齿形、啮合间隙进行了优化设计,同时,让平衡轴齿轮尽可能接近飞轮以减少振动。
(4)湿式正时皮带
DS 4S搭载的这台1.2THP发动机还创新性地采用了一款湿式正时皮带(图6)。正时皮带采用了密封设计,皮带底部可以接触到机油,能够很好地润滑齿轮以及皮带。
另外,为了提高皮带的耐油性,避免出现皮带跳齿的现象,这条皮带还采用了特氟龙涂层。湿式正时皮带不仅传动效率更高,而且皮带的寿命与发动机的寿命保持一致,与正时链条一样,可以做到终身免维护,不同的是湿式正时皮带显著降低了传动噪音。
(5)DLC涂层
DLC涂层是一种在性质上具有与钻石类似的非晶态薄膜,因此又叫类金刚石涂层。它由碳元素构成,表面呈黑色,显微硬度大于20N/mm2,表面摩擦系数仅为0.02~0.1。具有高硬度和高弹性模量,低摩擦系数,耐磨损以及良好的真空摩擦学特性。DS 4S搭载的这台1.2THP发动机的活塞、活塞环和气门挺柱都进行DLC涂层处理(图7)。
DS 4S搭载的这台1.2THP发动机,集合了PSA以及宝马的诸多先进技术,不仅动力强劲,满足了日益严格排放法规,而且改变了人们对3缸发动机不平顺、噪音大的看法,用“动如脱兔,静如处子”来形容一点都不过分。