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目前,日产已经在其发动机产品上大量应用了镜面缸孔涂层技术,以改善Altima新款2.5 L 4缸发动机的性能。
作为日产颇受欢迎的Altima轿车全新设计的部分,2019年款车型第一次提供了四轮驱动模式,及两款全新发动机的选择。这两款机型均采用了不同的创新方式:一款是KR20DDETVC-Turbo发动机,首次在英菲尼迪QX50上使用;另一台基础发动机是一款全新的2.5 L直列4缸机,代号为PR25DD,替代了QR25DE这款发动机。
新款发动机开发项目的目标是类似的,即对整个性能、燃油经济性和振动-噪声-平顺性(NVH)进行改善。自然吸气发动机的许多特征通常已进行过尝试和试验,包括直接喷射、电动气门正时控制系统、冷却废气再循环和可变排量机油泵。PR25DD也有一个集成了排气歧管且采用反向布置的缸盖,来运转消音装置,为了确保造型的柔韧性,该新平台的发动机舱采用了一个向后倾斜的低悬置方案。
非常规的设计是采用树脂进气道,其已插入铸造在缸盖内的进气道内,从而在进气通道和缸盖内壁之间创造出一个绝缘的空气层。声称其作为世界上首次得以应用的树脂进气道,通过抑制进气温度的上升,改善了发动机的抗爆燃性能,反过来促成更高的燃烧效率和功率输出。
PR25DD机型的另一个关键特征是,日产目前为止大量应用的镜面缸孔处理,曾经只能应用于特殊的车型上,例如GT-R和轩逸(Sentra)Nismo车型。为了便于生产,新设备在美国田纳西州戴克德的日产戴克德动力总成装配工厂进行安装。Altima发动机囊括于140万台内燃机和电机的年产量之中,搭载的车型从Titan皮卡跨越到聆风电动汽车。
日产戴克德动力工厂是美国最高产的动力总成工厂,每年担负着发动机生产量超100万台的责任。基地总共雇了1 700名员工,自从1997年开工,已经生产了近1 300台发动机。
今年2月,日产在工厂内创办了一个先进的技术培训中心,该面积为1 950 m2的全新场所,位于当前日产动力总成柔性装配工厂内,其在生产、保养、工程和管理领域,具有同时培训180名员工的能力。日产北美动力总成和电池供电副总监Brian Sulliban为此提到,新的培训中心支持了日产在先进技术层面上增加劳动力的承诺,同时还实现了对富兰克林县的承诺。
新场所有望于2019年年底开工,是日产的最新工程项目。戴克德工厂当前为日产和英菲尼迪生产发动机,包括北美版天籁(Altima)、西玛(Maxima)、美版奇骏(Rogue)、日产探路者(Pathfinder)、日产边缘人(Frontier)、Titan和QC60。年产量包括140万套动力总成,140万根锻造曲轴和456 000个缸体铸件。
替代了即将停产的QR25DE机型的铸铁缸套,PR25DD通过等离子体转移弧过程(PTWA)将铸铁材料融化并喷射到缸孔表面。然后金刚石钻头旋转进入缸孔内部,从而抛光这个0.2 mm的喷射涂层,最终获得镜孔表面。可以用水来减少热量和摩擦的产生。
缸孔喷射过程使日产发动机具有更好的燃油经济性,改善了发动机的动力性。戴克德监督PR25DD试生产和发布活动的模具工程师David Came陈述到,当缸套铸进缸体中时,通常不可避免的是,将会在缸套背面和余下铝缸体之间产生气穴。其同样限制了围绕缸孔水套的尺寸,同时还增加了发动机整机质量。
缸孔喷射过程的首要优势是减轻了质量,通过从铸铁缸套转化到一个喷射缸套,日产可以从每台发动机上节省2 kg的质量。第二个优势是通过移除缸套背面的气穴,能将缸套直接粘结在铝缸体上。切削铝缸体后,并将缸套喷涂在准备好的表面上,其在缸套和铝缸体之间能产生一个更好的粘结。然后能够促使更多的热量传递出缸孔。
此外,减小厚度的缸套自身允许在缸孔背后有一个更大的水套,从而更好地冷却发动机,此技术能降低15~20 ℃的缸壁温度。所有的这些因素可以导致发动机燃油经济性和功率的改善,因为通过更好地将热量移除缸孔,发动机能够获得更好的抗爆燃性,反过来可以促使发动机在更高的压缩比下运转。
作者:GRAHAM HEEPS
整理:王少辉
编辑:伍赛特
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