获得低排放重型车认证
3 发动机概要
为了实现D-CORE系列柴油机共有的高热效率特性,Isuzu公司采用高增压中冷涡轮增压器,优化燃烧控制技术,并以DOHC,4气门技术提高了发动机的进,排气效率,同时采用高强度铝合金气缸盖等实现了发动机的高平均有效压力,使D-CORE系列柴油机的商品化能力与过去ELF卡车所搭载的4HL1发动机相比有了较大幅度的提高(图6).
3.1 功率性能,排放水平及燃油经济性
与以往ELF卡车所搭载的4HL1型发动机相比,4JJ1TC柴油机最大功率提高了14 kW,最大扭矩提高了42 N·m.同时,在1 600～2 800 r/min范围内可保持最大扭矩,以较宽广的扭矩平顺性实现了良好的驾驶性能.
在排放方面,满足了日本2005年的新长期排放法规,并获得了NOX和PM排放水平较2005年标准值降低10%的低排放重型车认证(图7).
另外,通过采用最新的发动机控制系统实现了最佳的燃烧控制,发展高增压及降低进,排气系统的阻力,通过主要运动部件的小型化降低了摩擦,这些措施大幅度改善了燃油经济性,并采用能使小排量增压发动机性能得到最大限度发挥的车辆规格,使整车的燃油经济性得到大幅度改善,Isuzu公司的主要车型远在其他公司之前领先满足了日本2015年重型车燃油耗标准(图8).
3.2 噪声及噪声舒适性
由于小型卡车与人们生活环境密切相关,为降低环境负担,Isuzu公司在降低噪声和改善噪声音质方面做了大量努力:(1)采用最佳预喷射控制降低燃烧噪音;(2)优化从动件各处的缝隙,降低机械系统噪音;(3)优化螺旋角及剪式齿轮的弹簧张力,降低齿轮,气门系统噪声.
通过以上改进,相比原ELF卡车所用的4HL1型发动机,4JJ1TC型柴油机的怠速噪声降低了4 dB(A)以上(图9),并改善了加速区域的噪声音质(图10).
4 发动机各部件的特征
4.1 气缸盖
通过采用新开发的铝合金材料和改良的热处理技术,使气缸盖的疲劳强度提高了近20%,采用两段式水套,使排气口之间和缸孔中心部位的冷却性能得到了提高,气缸盖下的温度大幅度降低(图11).实现了高功率,高耐久可靠性和轻量化.
4.2 机体和活塞环
4JJ1TC柴油机机体采用在北美全系客货两用车8GF1型发动机上验证过的高效缸孔高频淬火技术,提高了耐磨损性能(图12和13).
活塞环顶环采用了物理气相沉积(PVD)镀膜,第二道活塞环外围进行了电镀处理,提高了使用耐久性.
4.3 喷油系统
4JJ1TC柴油机的喷油系统以2002年的 KR ELF卡车所采用的小型卡车用新型共轨系统为基础,并在ELF卡车用4HL1发动机和Forward卡车用4HK1发动机的基础上进行了改良,实际应用效果非常突出(图14).
4.4 增压器
以发展小排量高增压发动机为契机,新开发了低速区高增压以及排气制动时叶片可以承受较高应力载荷的卡车发动机可变喷嘴涡轮增压器(VGS).
通过将中,重型卡车用高效可变叶轮机构的体积缩小到轿车可用的水平,并应用到VGS增压器上,使4JJ1TC柴油机的增压器适应了由于排气制动强化所带来的一系列问题.
通过ECU直接控制驱动VGS增压器可变喷嘴执行器的真空压,提高了增压精度,保证了低速区的增压,并防止了发动机喘振现象的发生.
因压气机叶轮引起气流分离而产生的喘振现象有可能会导致增压器损坏,因此,在提高可变喷嘴控制精度的同时,为保持相对的喘振裕度,根据压气机规格,采用了在压气机的入口处设置羽毛状整流板的进气机匣处理装置(图15),使喘振区域可以向低流量侧移动约15%,改善了低速扭矩.
4.5 冷却润滑系统
4JJ1TC柴油机不仅用于新型ELF卡车,同时也将用于目前正在泰国生产的Isuzu小型货车D-Max系列,二者的开发同步进行,但根据使用环境的不同,对柴油机的冷却水流量和润滑油流量都进行了优化.
对于冷却水泵,为了利用较高的平均有效压力保证最大扭矩点的冷却性能,在加大冷却风扇的同时,增大了轴承的尺寸,并对叶轮形状进行了优化.
根据小型货车的耐久性要求,对油泵的齿轮进行了软氮化处理.
为减轻保养时的环境负荷,4JJ1TC柴油机的润滑油更换时间间隔比以往的非增压4HL1发动机的延长了约30%.同时更换润滑油滤清器时只需更换滤芯,这样可避免垃圾的分类.
4.6 正时机构和气门机构
为降低噪音,达到免维修和高耐久可靠性的目的,正时机构采用齿轮和链传动的方式(图16).

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