近日,在2024中国国际内燃机及动力装备博览会上,潍柴展出了一台定位于干线物流运输,并且已经实现量产的全新平台WP15NG燃气发动机。作为一款15升大排量燃气发动机,其最高功率达到了630马力,峰值扭矩达到了2800牛米。

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WP15NG燃气发动机本体

据悉,搭载这台量产燃气发动机的整车在实际道路运输中,气耗水平百公里低至29公斤左右,甚至有用户实测最低可达28.4公斤/百公里,比竞品车型至少低2—3公斤。那么,具备如此之低的气耗,这台燃气机又是通过哪些新技术来实现的呢?

首先,这款发动机的燃烧室采用了与以往燃气机完全不一样的篷顶式结构设计。篷顶燃烧室由半球形发展而来,但其夹角较球形小,断面像篷形,因此而得名。众所周知,燃气机的燃烧特性与柴油机完全不同,其采用预混合式的燃烧形式,在点火时,电火花需要迅速的将能量自上而下传递开来,就需要一个比较强的滚流。燃烧室采用了篷顶结构设计,就会产生一个更强的滚流作用,使得其燃烧效果强于平顶燃烧室。

此外,通过这种篷顶式结构设计,气道可以做得更加平顺,进排气阻力更小。发动机在做功时,本身消耗的功率也就会相应更小。此外,平顶燃烧室气门采用的都是平行布置,而篷顶燃烧室的气门则是倾斜布置,进排气只使用一根凸轮轴,单根凸轮轴对于进排气的控制会更加精准。

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深埋式的点火系统设计

不仅如此,这款发动机还采用了深埋式的点火系统设计,减少了点火线圈高压线的长度,从而让点火线圈蓄能的时间进一步缩短,以此来更精准的控制整个点火过程。另一方面,深埋式的点火系统提升了防护等级,通过更好的防水、防尘等设计,来提高点火系统的耐用程度,从而让故障率进一步降低。

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折返式的进气道设计

其次,这款机型对于进排气系统也进行了重新设计。特别采用了折返式的进气道设计,通过加长进气道长度,以及增加气道内扰流的设计,让气体混合效果更好,以此来大幅降低发动机的爆振现象。并且进气道由一侧进气改为了中间进气,进气更均匀,进一步提升了发动机的动力性能和热效率。

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EGR冷却器

在废气再循环系统设计方面,通过EGR冷却器的前置设计,并采用了与整个水路串联的布置形式,以及水冷和风冷的并行冷却,可以对废气进行更高效的热交换,来让冷却系统把废气温度快速的降低到相应的温度。同时,冷却器的流量提升以后,可以把热负荷率进一步降低,从而降低了关键部件EGR冷却系统的故障率。

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机体仿真技术拓扑优化

第三,潍柴通过大量仿真技术拓扑优化,把发动机本体多余的重量去掉,让机体在原有强度不变甚至进一步增强的基础上,实现更为极致的轻量化。

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塑料油底壳设计

新平台还特别采用了塑料的油底壳。塑料材质通常具备显著的轻量化优势,与钢质材料相比,强度、刚度相当的情况下,重量可减轻50%,这对于重型发动机的整体重量降低具有积极意义,从而有助于提升燃油经济性和减少排放。尤其对于工况更好的干线物流运输场景,塑料油底壳具备更好的适配性。

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散热风扇设计

最后,潍柴在这台发动机的辅件设计方面,也有着更为优秀的“控场”。众所周知,散热风扇是整个发动机外围辅件中耗功最大的零部件,全速全功率工况下,其功率损耗能达到70-80千瓦,如此之高的负荷对发动机气耗降低会产生比较大的影响,要想节气只能让它尽可能的少转或不转。潍柴通过更加精准的标定设计,可以让散热风扇在大部分时间做到不转或者是随转,从而做到了更加节气。

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WP15NG燃气发动机本体

可以说,这台已经实现量产的潍柴WP15NG全新燃气发动机,不仅追求动力性和节气性,同时也进一步降低了大排量燃气发动机关键部件的故障率,提升了用户车辆的出勤率。通过全面综合性的技术升级,来为燃气重卡终端用户带来更高的价值。