五十鈴汽車公司在大型貨車“GIGA系列”，的載貨汽車中搭載新開發(fā)的直列6缸渦輪增壓“6UZI-TC”發(fā)動機(jī)并已于2005年7月投入市場。

    本次開發(fā)的“6UZI-TC”發(fā)動機(jī)能夠滿足日本2004年的排放法規(guī)（特別是微粒排放物（PM）比規(guī)定限值減少75％）同時超過原來機(jī)型6WF1-TC型與6SD 1-TC型發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。該機(jī)也是日本國內(nèi)第  一個實現(xiàn)高增壓、高平均有效壓力（BMEP）機(jī)型具有與其他公司的排量13L級發(fā)動機(jī)同等的動力性能成為五十鈴大型貨車的新主力發(fā)動機(jī)。

    五十鈴汽車公司在世界中型與重型貨車市場上由于多年努力，頗負(fù)盛譽(yù)。其開發(fā)制造的發(fā)動機(jī)在國際上也為許多車型配套。近年來令人矚目的是在2003年6月亮相并同時進(jìn)入市場銷售的大型載貨車“GIGA系列”。此后，于2003年11月又把新開發(fā)的6WF1-TC型直列6缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)搭載在“GIGA系列”大型載貨車上，向海內(nèi)外用戶提供了高環(huán)保性能與高燃油經(jīng)濟(jì)性的新車型。

    而“6UZI-TC發(fā)動機(jī)”作為6WF1-TC型及6SD1-TC型的后繼發(fā)動機(jī)，是在滿足日本2004年排放法規(guī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步滿足低油耗而開發(fā)的新型發(fā)動機(jī)。

    開發(fā)目標(biāo)

    實現(xiàn)大幅度提高燃油經(jīng)濟(jì)性與高水平輕量化的五十鈴柴油機(jī)系列“D-CORE”其開發(fā)目標(biāo)如下：

    1 能夠符合日本2004年排放法規(guī)（微粒排放物（PM）比規(guī)定限值減少75％）。

    2 使燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高從而對物流成本的降低作出有效貢獻(xiàn)。

    3 通過實現(xiàn)高增壓與高平均有效壓力使發(fā)動機(jī)具有較小排量與輕量化的優(yōu)點(diǎn)，對增加車輛裝載質(zhì)量作出貢獻(xiàn)。

    4 將成為能滿足未來更嚴(yán)格排放法規(guī)的基本型發(fā)動機(jī)。

    發(fā)動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)與性能

    由于設(shè)有帶中冷器渦輪增壓器“6UZI-TC發(fā)動機(jī)”具有與原來的6WF1一TC型發(fā)動機(jī)相等的高扭矩同等的功率而其升功率和升扭矩都大大超過6WF1一TC機(jī)型。由此有利于減少發(fā)動機(jī)本體的摩擦功率損失，具有良好的油耗性能。由最大扭矩與平均有效壓力比較圖可知它不僅在日本國內(nèi)具有最高級別，與歐洲制造的高增壓發(fā)動機(jī)相比也處于最高級別。

    “6UZ1-TC發(fā)動機(jī)”與上述其他排量13L-14L機(jī)種相比，發(fā)動機(jī)單體質(zhì)量約減少200kg，有利于增加貨物裝載質(zhì)量。發(fā)動機(jī)長度縮短約500mm。這種新機(jī)型可以搭載在GIGA系列全車型上。

    “6UZI-TC發(fā)動機(jī)”成為能夠搭載在主力重型貨車（Cargo系列）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，除此以外，也同時開發(fā)了用于專用車的飛輪動力輸出軸規(guī)格以及直接連接式冷藏專用車規(guī)格，并投入市場銷售。

    主要技術(shù)概況

    本機(jī)型的排放水平能滿足日本2004年排放法規(guī)（微粒排放物（PM）比規(guī)定限值減少75％）。另一方面由于采用單通道冷卻式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，能實現(xiàn)高增壓化與高廢氣再循環(huán)率，不僅能降低排放污染物，同時又改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。

    降低排放的措施

    采用新設(shè)計的4氣門氣缸蓋，實現(xiàn)進(jìn)排氣道的最優(yōu)化設(shè)計。

    在噴油系統(tǒng)方面，仍采用6WF1-TC型發(fā)動機(jī)應(yīng)用的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，設(shè)計開發(fā)高噴油壓力與噴油嘴噴孔直徑精細(xì)化的結(jié)構(gòu)，同時對燃燒室也作了改進(jìn)設(shè)計，同時降低了NOx與PM排放。在渦輪增壓器方面采用比6WF1-TC型更高壓力比型的可變幾何形狀（VGS）渦輪增壓器，由于高增壓實現(xiàn)了與6WF1-TC型發(fā)動機(jī)同等的最大扭矩與最大功率，而且在繼續(xù)保持過量空氣系數(shù)情況下，實現(xiàn)高廢氣再循環(huán)率。

    在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)方面，在原來的6WF1-TC型發(fā)動機(jī)采用的單通道冷卻式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，與高壓力比型可變幾何形狀渦輪增壓器一起，在維持過量空氣系數(shù)同時限制柴油機(jī)炭煙產(chǎn)生，能夠在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)高廢氣再循環(huán)率，最大限度限制噴油正時滯后，從而確保NOx排放降低的同時不影響燃油耗性能惡化。

    這些技術(shù)特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：

    1 為了達(dá)到應(yīng)用進(jìn)、排氣的脈沖壓力，以增加廢氣再循環(huán)，在前3個氣缸與后3個氣缸分別采用獨(dú)立的雙系統(tǒng)型式。

    2 為了顯著強(qiáng)化廢氣再循環(huán)的冷卻能力，共設(shè)有4個大型多管式冷卻器。

    3 廢氣再循環(huán)閥采用適用于大流量的雙菌形閥（poppet valve），由高控制精度的電子控制執(zhí)行器驅(qū)動。

    4 為了使進(jìn)氣與廢氣再循環(huán)的廢氣均勻混合，實現(xiàn)各氣缸混合氣均勻分配，重新開發(fā)了混合室（mixing chamber）等進(jìn)氣系統(tǒng)。

    在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)與進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計中，根據(jù)產(chǎn)品樣機(jī)的試驗結(jié)果，應(yīng)用計算機(jī)輔助工程（CAE）模擬方法在初期設(shè)計階段就形成基本規(guī)格圖樣，然后，進(jìn)一步通過實機(jī)試驗結(jié)果的反饋，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。由此顯著縮短了開發(fā)周期，并減少了實機(jī)試驗時間與次數(shù)。以下概要介紹開發(fā)過程。

    在樣機(jī)試驗中，在確保各個氣缸的廢氣再循環(huán)率均勻與NOx排放量同一條件下的實機(jī)試驗時，對微粒排放物（PM）的排出量與燃油消耗量進(jìn)行比較以及，由于使每一氣缸的廢氣再循環(huán)率均勻，而實現(xiàn)了大幅度減少PM排出量，由此改善了燃油消耗量。

    接著又根據(jù)產(chǎn)品樣機(jī)的試驗結(jié)果，采用計算機(jī)輔助工程（CAE）對廢氣再循環(huán)系統(tǒng)與進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計。

    新開發(fā)的改進(jìn)型雙系統(tǒng)單通道冷卻型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的效果表現(xiàn)在各氣缸的廢氣再循環(huán)率的變動在±2％范圍內(nèi)，實現(xiàn)了均勻化目標(biāo)，對降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。

    低溫起動性與白煙

    原來的6WF1-TC型發(fā)動機(jī)、6SD1-TC型發(fā)動機(jī)除了寒冷地區(qū)，在不使用輔助裝置的情況下，具有較良好的低溫起動性與白煙，但是為了進(jìn)一步提高性能，其壓縮比改為17.5。

    發(fā)動機(jī)噪聲

    6UZ1-TC型發(fā)動機(jī)，繼承原來6WF1-TC及6SD1-TC型發(fā)動機(jī)的低噪聲技術(shù)，由于采用4氣門，高增壓及高平均有效壓力等措施，有利于進(jìn)一步降低噪聲，符合日本2001年噪聲法規(guī)，實現(xiàn)了優(yōu)異的平靜性。在實現(xiàn)低噪聲化的過程中，使噪聲傳導(dǎo)與輻射獲得較好的平衡，使防噪聲所用的費(fèi)用、部件重量等有效兼顧。以下是主要的改進(jìn)措施。

    1 通過燃油噴射控制的最優(yōu)化減少燃燒激振強(qiáng)度。

    2 使氣缸體結(jié)構(gòu)最優(yōu)化減少輻射噪聲。

    3 通過正時機(jī)構(gòu)的齒隙最優(yōu)化以降低“嘎嘎”聲。

    4 凸輪外形最優(yōu)化設(shè)計以降低氣門與氣門座之間的噪聲。  

    長期以來，從減輕駕駛者的疲勞與乘坐舒適性觀點(diǎn)來看，降低怠速噪聲和部分負(fù)荷時噪聲是重要因素，因此一直在加以改進(jìn)，本機(jī)型在開發(fā)中也同樣作了很大改進(jìn)。

    發(fā)動機(jī)控制

    “6UZ1 -TC型發(fā)動機(jī)”作為GIGA系列用主力發(fā)動機(jī)，首次采用了五十鈴汽車公司獨(dú)自開發(fā)的發(fā)動機(jī)電控單元（ECU）。發(fā)動機(jī)控制的基本軟件與4HL1系、4HK1-TC、6HL1、6HK1-TC發(fā)動機(jī)通用，不僅縮短了開發(fā)周期，同時確?？煽啃远页^了原來的6WF1-TC型的電控單元的處理能力，實現(xiàn)了對排放的精密控制。

    總之6UZ1-TC發(fā)動機(jī)是為了適應(yīng)海內(nèi)、外更為嚴(yán)格的排放法規(guī)和更適合市場需求的低油耗要求進(jìn)行了基本設(shè)計。作為五十鈴GIGA系列的主力發(fā)動機(jī)，對滿足歐、美、日等海內(nèi)、外市場的更嚴(yán)格的排放法規(guī)起到了重要作用。

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