|
在燃氣發動機領域，濰柴現在絕對是當仁不讓的老大地位，今年的5月份，濰柴在上海發布了全新的燃氣動力4.0平臺，隨后其產品憑借著出色的動力和氣耗在市場上持續熱賣。 而在2025濰柴年會的現場，基于燃氣動力4.0平臺打造的濰柴WP16NG天然氣發動機正式亮相，這是一款全新的大排量、大馬力燃氣動力，而它的出現也再一次刷新了天然氣發動機的最大馬力。
首先我們來說一下這款全新發動機的一個動力參數，其馬力為750匹，峰值扭矩高達3400N·m，且這個扭矩在800rpm——1350rpm的轉速區間內就可以輸出。這個動力水平一舉刷新了之前由WP17NG創造的700馬力動力神話，當然在聽到這一動力參數時相信大家也會感到震驚，并且會不由自主的想，現在真的能用得上這么大馬力的發動機嗎？
答案是：會！ 隨著現在用戶對大馬力的需求日益增長，已經有數臺WP17、WP17NG發動機的重卡交付用戶，其經營線路均為以云貴川為代表的西南山區，經營業務則以干線高效物流和綠通為主，都具備行駛坡度大、運輸貨物重、時效要求緊等特點，而在這種工況下，要想跑的不費力一點，大馬力的需求則是刻不容緩的。 而在天然氣氣價差異明顯，且相較燃油有較大成本優勢的現狀下，而現在燃氣發動機也面臨著動力不足跑得慢、小馬拉大車氣耗高、發動機制動功率不夠、高負荷狀態下壽命短等問題，屆時，大馬力天然氣發動機成為了諸多用戶的呼聲。
濰柴順勢推出全新的WP16NG 4.0燃氣發動機，750匹的最大馬力可以為車輛帶來良好的動力性能，相較先前的發動機，該發動機升功率達到了47.7匹，動力性提升19%，爬坡能力提升25%。與此同時，該發動機的扭矩為3400N·m，升扭矩216.5N·m，相較先前機型扭矩提升21%，加之我們之前講到扭矩在800rpm——1350rpm的轉速區間內就可以輸出，這一點則意味著發動機擁有非常強的低速大扭矩特性，簡而言之就是轉速低的時候動力也很強，除了重載起步輕松外，強大的低扭輸出也可以讓車輛減少換擋頻率和提升平均車速。 像之前的發動機在上坡時可能會因為動力不足降擋彌補動力，而且上坡時也會降低巡航車速，但是WP16NG 4.0則可以通過其低速大扭矩的特性維持住車速，無需降擋便可上坡，減少降擋頻率，最高擋占比增加15.2%，也有益于增加車輛經濟性和時效性，在西南山區行駛時優勢盡顯。
偏置曲軸 WP16NG 4.0燃氣發動機也是基于濰柴燃氣4.0平臺打造的機型，所以在技術上是共用的，例如偏置曲軸、雙頂置凸輪軸、平行氣道、棚頂燃燒室、串聯EGR等技術。那么這些技術是如何體現，又有哪些作用，我們一一來講。 從上圖的飛輪中心位置我們不難發現氣缸與曲軸軸心之間形成一定角度，也就意味著濰柴WP16NG 4.0用的是偏置曲軸技術，在這項技術的應用下可有效減少做功沖程時作用于活塞的側向力，進而減小活塞對氣缸側面側向壓力，從而使得活塞與氣缸壁之間因摩擦而消耗的能量也會相應減少，不但提高了發動機的熱效率，還可以延長氣缸與活塞的使用壽命。
折返式進氣道 濰柴WP16NG 4.0采用折返式混合技術和平行氣道，進氣道的末端是一個折返式的U型彎，使得混合氣混合均勻性提升，在進入內部平行氣道后，氣體克服阻力小，泵氣損失相應減少10%。氣體混合的更加充分，在發動機內的燃燒狀態就會變好，對于抑制爆震、加快燃燒速度和燃料燃燒效率都有提升。
整體式缸蓋和雙頂置凸輪軸 在氣體燃燒之前還需要經過配氣機構，濰柴WP16NG 4.0發動機上采用的是整體式缸蓋和DOHC（雙頂置凸輪軸）的配氣機構，這套配氣機構相較于之前我們看到的大型發動機而言新增了一根凸輪軸，之前的發動機很多都是一根凸輪軸控制進排氣門（SOHC），而DOHC則可以實現進排氣門各擁有一根凸輪軸進行控制，進排氣精度更為準確，該什么時候進氣、進多少氣都能精準控制，配氣機構可靠性提升20%。 而相較于SOHC，DOHC的實現對于燃燒室的設計和氣門的布置角度都有要求，SOHC的氣門可以水平布置，平頂燃燒機即可滿足要求，但是DOHC則需要傾斜布置，燃燒室的形狀同樣會隨之發生變化。  棚頂式燃燒室內部結構 濰柴WP16NG 4.0采用高穩定性火焰傳播燃燒技術，燃燒室使用的是棚頂式的結構，因內部斷面像一個三角屋棚頂的造型而得名。這個造型的燃燒室可以讓進排氣的阻力變小，也能提高燃燒室中的滾流比。當混合氣順暢進入到燃燒室時是一個龍卷風的形狀，火花塞點燃的過程中火焰會自上而下地進行傳遞，得益于龍卷風形狀的一個特性和燃燒室提升的滾流比，讓發動機的燃燒速度提升30%，燃燒速度越快，發動機的效率也就越高，54.16%的熱效率這一塊貢獻很大。
點火線圈深埋設計 如果玩改裝車的話，很多人都會懂一個道理，那就是功率提升后點火線圈火花塞也應該更換為能量更高等級的，像商用車燃氣發動機也是如此。想要輸出750匹馬力，除了燃燒室之外，點火系統（DI）也是關鍵，濰柴WP16NG 4.0采用高能點火系統，點火能量提升40%，集成式直插火花塞設計讓點火效率也變高了一些，混合氣在缸內的燃燒更加充分，燃燒效率高做功也高，自然會動力強氣耗低。 再者就是大家會發現濰柴WP16NG 4.0的點火線圈布置也和其他的燃氣發動機不一樣，在機器外表上是看不到點火線圈的。其采用深埋式設計，點火線圈上方帶一個蓋板，避免點火線圈長期處于惡劣環境，提升防水防塵性能。同時迎風面留空隙為點火線圈進行通風散熱，避免長時間高負荷工作沒有散熱融化線圈。
前置的串聯EGR冷卻系統 在燃燒后EGR會將部分廢氣送回進氣進行新一輪的燃燒，以降低排放尾氣中氮氧化物的產生，但是因為燃氣發動機工作溫度和排溫高的原因，EGR損壞率也是非常高的，尤其是內漏問題，所以濰柴做了這套串聯EGR冷卻系統。 這套冷卻系統的巧妙之處便是在于風冷+水冷，冷卻器位置設計在發動機最前方，可以依靠車輛進氣格柵過來的迎面風進行冷卻，車速越快時冷卻越好。在冷卻器下方還接著散熱水管，濰柴WP16NG 4.0發動機上還將這根水管進行了加粗設計，水流量更大。這套冷卻系統可以將廢氣溫度進一步降低，同時也能降低EGR系統的熱負荷，熱負荷減小后故障率也會大大降低，同樣能使機器可靠性提升48%。
油氣分離系統加熱模塊 說到可靠性就不得不提到發動機在極端情況下（例如嚴寒環境）的保障措施，因為現在很多燃氣車都是的曲軸箱通風都是閉式呼吸器，在寒冷的情況下油氣分離器分離完的氣在回到進氣道的過程當中可能會遇到先前管路里的水結冰的問題，而后氣體不能順利到達進氣道，會隨著發動機運轉不斷增加曲軸箱內的壓力，最后導致發動機受損。而濰柴WP16NG則針對該問題增加加熱模塊，以確保油氣分離器出來的管路內部不會上凍，即便是在寒冷的地區發動機也可以穩定運轉，避免給用戶造成損失。
復合材料油底殼 關于發動機的重量，在現場我也問了一下工作人員，是1100kg左右，對于一臺16升的燃氣發動機而言十分優秀了，畢竟現在很多12升的發動機自重都還是1噸的水平。在這臺發動機上還能看到許多輕量化的設計，例如復合材料的油底殼、氣門室蓋，整機的去冗余設計等等，燃氣機降的每一公斤都來之不易，由此可見濰柴投入的心血之多。
電控離合風扇
離合水泵 4.0系列燃氣機創下的低氣耗成績除了機體優秀設計外，還有各種高端附件的應用，像其散熱風扇和水泵都是帶離合功能的，不用的時候能夠自行切斷，降低發動機的負荷，起到節省氣耗的作用。  而大排量發動機，在動力性、氣耗、可靠性方面有優勢外，再就是安全性。因為現在的DOHC的發動機很容易實現發動機制動技術，加之排量大帶來的制動功率大的先天優勢，濰柴WP16NG 4.0的發動機制動功率最高可達470kw，換算成馬力就是640匹。如果對這個沒有概念的話，那就舉兩個例子：沃爾沃D13 VEB+制動功率510馬力，奔馳om471制動功率580馬力。這兩個發動機制動的使用效果都已經媲美液緩，由此可見濰柴WP16NG 4.0的發動機制動效果之出色，完全可以替代液緩進行使用，對于長期跑云貴川的卡友而言無疑是再次提升了行車安全性。 編后語：
實現750馬力并非易事，從濰柴WP16NG發動機的種種設計和細節當中我們可以看到來自濰柴對產品性能和可靠性的極致追求。濰柴WP16NG的發布也進一步豐富了濰柴在燃氣發動機里的產品線，鞏固了濰柴在燃氣發動機的頭牌地位，在重型牽引車領域實現了10、13、15、16、17升的產品矩陣，為追求大馬力的客戶提供了一份全新的選擇。 文圖：牛藝霖 |
|
|
