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携手·洁净节能,博格华纳内燃机车辆技术为中国汽车转型赋能

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2020-09-27EV世纪 EV君

  内燃机车辆技术正朝着更节能、更洁净的方向进行转型,因而需要一个供应商既了解机械又了解电动系统,博格华纳在这两方面的专业知识为生产高效和强大的驱动系统奠定了关键基础。在节能减排大环境之下,提升燃油经济性、减少排放是内燃机技术的关注重点,因此,无论是新的燃烧过程和自动启停系统,还是应对日益严格的排放法规,博格华纳均可以提供一系列创新解决方案,以应对任何技术、任何类型车辆的挑战。

  在2020北京国际北京车展上,博格华纳携一系列内燃机产品亮相,其中不乏首发产品,同时现场还有相应技术专场,揭秘博格华纳内燃机车辆技术与产品。

  01、正时链技术

  博格华纳最新的正时链技术具有一流的强度和耐用性,可最大限度地降低NVH,可有效提高燃油经济性,改善发动机性能和工作效率,旨在为本地汽车制造商提供高质量解决方案。

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  博格华纳独特的T111反渐开线齿形静音链采用超精加工孔径(SFA) 链片,提高了耐用性,因而能承受高温和恶劣的工作条件。除了改进的链片和链条设计,静音链还对插销进行了硬化涂层处理,与传统插销涂层相比,即便在恶劣环境中也具有更强的耐磨性能。凭借极高的强度,用于涡轮增压发动机的静音链具有更出色的耐久性,并能优化链条耐磨损性能。同时,通过提供各种类型的发动机正时系统配件,博格华纳为汽车设计人员提供了更多样化的选择,从而打造出省油、低排放、性能更卓越的发动机。

  同时,可变力张拉紧器能够最大程度降低链系统运行张力,从而降低链系统各主要运动部件之间的摩擦力,轻松地达成节油的效果。它还能够兼顾链系统控制的平稳性,并优化整个发动机工作范围的控制能力,从而提高发动机运行效率与可靠性。同时它还降低噪音,减少振动和磨损,从而保证更长的系统寿命。

  02、可变凸轮正时(VCT)系统

  博格华纳可变凸轮正时(VCT)系统的模块设计包括全新紧凑型凸轮扭矩驱动型相位器(CTA),并采用中间位置锁止(MPL)技术。

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  • 博格华纳的凸轮轴扭矩驱动型相位器(CTA)采用了集成的中心螺栓,易于装配,通过控制气阀门中气流来实现更快的致动速度,相比于传统VCT系统,博格华纳CTA相位器利用了气门机构中现有的扭转能量,以更快的速度启动,并在更大范围的发动机转速和温度下运行。同时使用博格华纳可变力螺线管,CTA相位器需要更少的机油,这也减少了寄生损失,使油驱动的可变阀升程系统能够在更大的负载周期下运行。

  • 博格华纳的专利中间位置锁止(MPL)技术通过将中间位置设定为默认锁止位置,增加了凸轮轴的工作角度范围。与需要主动控制返回到默认位置并重新锁定的竞争产品不同,被动MPL技术可确保相位器在几乎任何可能的操作条件下返回至中间位置锁止,从而实现发动机的可靠启动。

  03、凸轮扭矩驱动式相位器(iCTA)

  在当前背景下,国六来袭,汽车制造商都在追求更高效、可调节的进排气技术以满足未来排放法规,而博格华纳新一代智能凸轮扭矩驱动式相位器(iCTA)则是实现这一目标的重要工具。

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  • iCTA隶属于可变凸轮正时(VCT)技术,其融合了凸轮扭矩驱动式相位器(CTA)和扭转辅助驱动式相位器(TA)的优势,iCTA简单来说,是一种以高稳定性并快速改变发动机气门正时的装置。博格华纳iCTA能在整个发动机工作范围内提供快速凸轮相位改变,有利于发动机优化控制减少尾气排放,提高燃油效率,同时保持更好的车辆性能。

  • 通过对发动机进行调节,实现更优化的气门开闭相位控制,从而在发动机需要时提供最大气流,而在其不需要时尽可能减少气流进入。通过对执行器内机油的循环使用,iCTA的机油需求和发动机寄生损失更低。凸轮轴旋转时会因驱动气门而产生凸轮扭矩,iCTA能捕获该扭矩并利用其能量来快速调节凸轮相位。与该技术搭配工作的还有一个前置可变力螺线管控制装置,以及一个安装在凸轮轴中心螺栓中的滑阀。此外,它可以配置中位锁止技术(MPL)实现相位器中位锁止,并确保故障时自动安全返回到锁止位置,因而在任何工况条件下都能可靠地启动发动机。

  • 博格华纳iCTA还可以兼顾所有发动机的转速并快速调节气门相位,并能在发动机低油压时仍然保持非常良好的稳定性。该技术目前可用于任何发动机配置,即I3,I4,V6等。它能在所有发动机转速范围内稳定运行,并采用紧凑型封装。无论是冷启动还是高速公路巡航模式,它都能提供经济、高效的气流管理解决方案。就集成性而言,该系统包含现有中心螺栓结构中的所有必要功能,可与现有CTA或TA凸轮相位器具有相同的空间互换性。目前,这一零部件生产于博格华纳宁波工厂。

  04、DCT双离合器模块

  由于国内排放标准和燃油法规日益严苛,推动中国各大车企更多使用节能环保的动力技术,博格华纳DualTronic®双离合器及控制模块能为中国车企顺应国家节能减排的政策提供专业的技术保障。

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  其采用改进的电磁铁,全新的摩擦材料与最新的离合器组件设计,旨在提供更大的扭矩能力以及更高的耐热性和启动特性。同时先进的液压电磁阀搭配可靠的摩擦系统,还能助力汽车实现更好的系统优化:

  • 将两个湿式离合器分别用于奇数和偶数齿轮,可在几分之一秒内实现超快速换挡的同时避免出现明显的动力中断现象,提供更舒适的驾驶体验。

  • 采用凹槽设计的多段湿式摩擦材料拥有超凡的热阻抗性,有效提高扭矩,确保在整个离合器使用寿命期间的可靠运行。

  • 控制模块则是通过紧凑型电液式电磁阀精确调节离合器及变速箱的换档执行机构,实现动态的性能调节。其紧凑的模块设计理念也可大大减小变速箱的长度和重量,从而进一步提升燃油经济性且降低排放。

  05、电机式智能分动器

  博格华纳EMOD电机式智能分动器基于博格华纳成熟的按需预加载(Torque-On-Demand® )离合系统,具有更快的响应速度和更高的扭矩输出,从而保证车辆在道路及越野环境中实现卓越的性能表现。对于汽车制造商而言,系统极强的可扩展性有助于简化车辆的牵引力校准过程,并轻松集成于从小型SUV到重型皮卡的各类车型中。

  作为EMOD分动器的核心,博格华纳独特的电机驱动旋转凸轮结构能实现可靠的离合器控制和顺畅的档位切换。这一主动离合器驱动技术具有更高的扭矩输出能力、线性离合器响应和无需后轮旋转即可实现的摩擦组预锁止。在坡道停车情况下,该系统能在熄火后保持前/后桥扭矩锁定。此外,EMOD分动箱还配备了博格华纳的HY-VO®分动箱链条系统,进一步提高了分动箱的高效性和耐用性。

  06、废气再循环(EGR)系统

  博格华纳废气再循环(EGR)系统采用一体化设计,将EGR冷却器、旁路阀和EGR阀等多种技术整合于一个紧凑封装中,是一种经济高效的发动机内部解决方案。

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  该技术可控制燃烧温度,将废气再循环回进气,从而提高发动机效率,降低制动燃油消耗率和改进燃油经济性,支持行业实现清洁混合动力应用的目标。此外,它还能改善部分负荷区域内的燃烧定相,从而达到减少制动燃油消耗率的目的。博格华纳的EGR冷却器采用混合管技术和材料,经证明可抵抗因汽油发动机高温引起的疲劳。另外,EGR阀门可根据不同的发动机转速和负载对EGR系统进行精确调节,提升了EGR控制的准确性。

  博格华纳为轻型和商用车市场上的汽油和柴油应用提供多种系列的通用型多功能EGR解决方案,其中既包括单个组件,也包括配有用于高低压EGR系统的阀门和冷却器的完整模块:

  • 应用于商用车的多废气再循环(EGR)冷却器:采用混合管传热技术和浮动式内核设计,能良好抵御极高的热负荷。此外,该冷却系统优化了冷却液分布,即使在小流量冷却剂的情况下也能实现持续良好的冷却效果。博格华纳还在设计中集成了一个缓解热膨胀机构,以便于壳体和内芯部件的完全解耦,从而吸收纵向和角度差异,提高冷却器的耐久性能。该机构在气体进入时具有初步冷却的效果,以减少热冲击,也有利于气体更均匀地分配到管道,降低热疲劳。此外,对该机构和进气气室的冷却能降低冷却内核的整体温度,从而显著减轻热应力。除了壳体和安装特征外,四款新型冷却器均采用标准化组件,可在不同的应用中任意切换,从而以低廉的成本打造高适应性、高耐久性的定制化解决方案。

  • 应用于乘用车的EGR模块:当发动机转速较低,负荷较高的时候,通过引入EGR模块来降低燃烧温度来避免爆震。而当在转速较高时,引进EGR就无需采用过喷油的方式来保证排温在要求的950℃以下。传统发动机中采用的奥托循环效率和压缩比、比热容比有关。压缩比越大,发动机越容易爆震。由EGR模块引进的废气属于惰性气体,因此发动机可以适当地提高压缩比而不会发生爆震。采用VVT的内部EGR和不带冷却器的外部EGR可以实现在低转速低负荷条件下降低泵气损失。同时带涡轮增压器的汽油机EGR中分为高压EGR(在压轮之前取气)和低压EGR(在涡轮之后取气),这对于传统的自然吸气发动机是不存在的。

  07、Visctronic®系列风扇离合器

  Visctronic®系列风扇离合器应用于结合了博格华纳成熟的粘性流体技术与精准的电子控制策略,主要用于商用车。离合器是由发动机控制模块精准调控转速,Visctronic®系列风扇离合器具有更强劲散热能力的同时改善了燃油经济性,减少无用功消耗。

  Visctronic®系列风扇离合器具备以下几个特点:可覆盖711mm到813mm的风扇直径范围;风扇会在有需要时以合适的转速转动,油耗及马力损耗可降低约6%-10%;自有模块化整体更换,无需额外维修;更佳的温控策略为延长发动机寿命提供可能;高速储油腔和独有液体分布设计,提升运行性能。

  08、VTG增压技术

  在内燃机及混动汽车领域,发动机排量小型化的趋势愈加明显,博格华纳VTG涡轮增压技术凭借其在降低油耗及节能减排方面的巨大优势,赢得了诸多客户的信任。

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  博格华纳首创的汽油机可变截面涡轮增压器(VTG)通过改变废气涡轮的进气截面,能大大提升涡轮增压器的响应和增压效率。2017年,博格华纳成功研发出了基于第六代产品设计的汽油机VTG涡轮增压器,在装配和结构上进行了更新换代,进一步提高了空气动力学效率和可靠性,使其与混合动力汽车的新型内燃机系统也能完美匹配,势将成为未来清洁节能推进系统的核心组件。

  博格华纳第六代汽油机VTG涡轮增压器能在保持发动机卓越性能的同时提高成本效益。博格华纳对其VTG涡轮增压器的材料和设计进行了优化,使其更坚固,从而能够承受汽油发动机的高热负荷,保证在最恶劣的条件下也能可靠运行。

此外,第六代VTG技术配备了一个强大的电动执行器,可根据实际应用工况需求,快速、精准地调节导向叶片,实现接近瞬时加速的效果和最优化的功率输出。通过改变涡轮机叶轮入口处的流入角度和速度,VTG的涡轮可以迅速提升叶轮转速,增加泵气能力,进而提高发动机的瞬时响应速度;博格华纳的专利S形导流叶片充分进行了空气动力学优化,进一步提升了VTG增压器涡端效率和做功能力,从而更深度地增强整个发动机系统的动力性。

先进的汽油VTG技术能带来出色的油门响应和平稳的动力输送,同时提高发动机的燃油效率,降低排放,适用于更多类型的汽车。

  09、高效涡轮增压器

  博格华纳能够为on road/off road商用车客户提供5-10L/10-16L发动机不带EGR或带轻度EGR的High-Efficiency Turbo(HET)高效涡轮增压器。该产品具有最佳热力学和机械效率,尤其在巡航效率上表现突出,应用于10-16L的HET能改善SCR催化剂的起燃并且提高了废气旁通阀式涡轮增压器的效率,应用于5-10L的HET优化了发动机低速扭矩和峰值扭矩效率,提高了发动机瞬时响应。

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  另外还能提供专门为应用轻度EGR工况而优化的HET版本。应用于off-road 商用车5-10L的HET能优化发动机的峰值扭矩和额定功率

  面对日益严峻的环境和资源压力,国家对于汽车节能减排的要求不断提升,博格华纳在汽车行业有着超过130年的经验,作为前瞻性驱动系统解决方案的世界领先者,也愿与中国企业一起携手,致力于实现更洁净、更节能的世界并以高度创新的技术应对未来挑战。


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