開發(fā)近10年!斯堪尼亞Super動(dòng)力鏈的核心,CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)的幕后故事
2021年11月11日晚,斯堪尼亞發(fā)布了新一代的卡車系列:斯堪尼亞Super。在闊別多年之后,熟悉的“Super“之印又重回到了斯堪尼亞卡車之上。Super系列卡車的核心是全新的動(dòng)力鏈,而這套動(dòng)力鏈的重中之重便是全新的發(fā)動(dòng)機(jī)。這款13升排量的直六發(fā)動(dòng)機(jī)代號CBE1。由斯堪尼亞主導(dǎo)研發(fā),曼恩、納威司達(dá)等企業(yè)也參與到了研發(fā)之中。在今天的文章里,提加就帶您走進(jìn)這款發(fā)動(dòng)機(jī)的幕后故事。

CBE1這串英文代表“Common Base Engine 1“,翻譯成中文就是:通用基礎(chǔ)引擎1。什么意思呢?那就得深究它的模塊化設(shè)計(jì)。CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)采用了高階模塊化設(shè)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸、缸蓋、燃油噴射系統(tǒng)等零部件為固定形制,而發(fā)動(dòng)機(jī)固定支架等外圍機(jī)械、電子零件則可以根據(jù)不同車輛、不同廠家的使用需求來自定義。CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)中80%的零部件為固定形制,而其余20%的零部件則可以自由選擇。

CBE1計(jì)劃的雛形其實(shí)很早就出現(xiàn)了。根據(jù)斯堪尼亞總工程師Magnus Henrikson的回憶,斯堪尼亞早在2008年就計(jì)劃打造一臺全新的發(fā)動(dòng)機(jī)。那時(shí)候,正值歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)從歐4向歐5過渡,斯堪尼亞的精力主要放在了適應(yīng)新排放標(biāo)準(zhǔn)之上。由于研發(fā)一臺新發(fā)動(dòng)機(jī)的投資過大,這個(gè)計(jì)劃被暫時(shí)擱置。直到2012年4月,研發(fā)計(jì)劃才正式提上日程。

一開始,斯堪尼亞的工程師團(tuán)隊(duì)對新發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)計(jì)劃進(jìn)行了論證,并編寫了白皮書,進(jìn)入了概念設(shè)計(jì)階段。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)勢在于低油耗、低排放,使其能夠適應(yīng)未來的環(huán)保要求,并且具備更高的燃油效率。因此,工程師們需要拋棄許多老一套的設(shè)計(jì),采用最新的設(shè)計(jì)思維來打造。

2015年,在大眾集團(tuán)的規(guī)劃下,曼恩也被拉入了這款新發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)工作。時(shí)任曼恩動(dòng)力總成開發(fā)負(fù)責(zé)人Thomas Nickels回憶道,他試圖讓曼恩和斯堪尼亞兩家公司的發(fā)動(dòng)機(jī)專家協(xié)同工作,但雙方的研發(fā)理念有不少不同。因此,雙方的工程師經(jīng)常發(fā)生摩擦。為了協(xié)調(diào)相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié),曼恩和斯堪尼亞雙方進(jìn)行了多次技術(shù)研討會(huì),這讓新發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)細(xì)節(jié)發(fā)生了許多的變化。

由于曼恩卡車和斯堪尼亞卡車的設(shè)計(jì)并不相同,為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的通用性,新發(fā)動(dòng)機(jī)在基本特征方面做出了修改。新發(fā)動(dòng)機(jī)變得更短、更輕,以此來適應(yīng)不同車型的安裝需求。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)通用零部件的比例必須更高,以此來降低開發(fā)和制造成本。并且,工程師們還要針對不同車型的電子系統(tǒng)、機(jī)械連接位置來設(shè)計(jì)新的接口,并減少外圍零部件對發(fā)動(dòng)機(jī)安裝、集成的影響。

除了發(fā)動(dòng)機(jī)本身之外,變速箱、尾氣后處理系統(tǒng)、車橋也被包含在了新一代動(dòng)力鏈的開發(fā)工作之中。工程師們塑造了模塊化平臺,讓這些零部件可以安裝在不同品牌的卡車之上。由于這些零部件的通用性要求更高,工程師們花了不少的時(shí)間。

2016年,斯堪尼亞和曼恩召開了一場重要會(huì)議,一同討論新一代動(dòng)力鏈的技術(shù)細(xì)節(jié)。在這次會(huì)議上,雙方基本達(dá)成了一致,新一代動(dòng)力鏈的標(biāo)準(zhǔn)就此確定了下來,CBE1項(xiàng)目橫空出世,踏上了開發(fā)的正軌。同年,一部分參與CBE1項(xiàng)目的曼恩工程師搬到了瑞典,在斯堪尼亞南泰利耶總部內(nèi)和斯堪尼亞的研發(fā)人員開始了共同工作。而在德國,紐倫堡工廠被曼恩選為了CBE1的開發(fā)和制造中心,由慕尼黑曼恩總部進(jìn)行直接控制。

在南泰利耶的斯堪尼亞總部園區(qū)中,有一座不起眼的小樓。在這棟樓里,有整整兩層的測試中心,每層安裝了十幾臺發(fā)動(dòng)機(jī)測試臺,日以繼夜的對新發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測試。斯堪尼亞甚至打造了一臺單缸光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī),用來研究新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性,以此來確定氣缸和活塞的設(shè)計(jì)。新發(fā)動(dòng)機(jī)采用了整體式缸蓋設(shè)計(jì),由經(jīng)驗(yàn)更為豐富的曼恩主導(dǎo)研發(fā)。此外,發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸設(shè)計(jì)進(jìn)行了更改。為了滿足新發(fā)動(dòng)機(jī)的高難度需求,斯堪尼亞開發(fā)了新的鑄造方法,并投資建設(shè)了一座鑄造廠,來批量制造新發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸部件。

2017年,北美的納威司達(dá)也加入了CBE1項(xiàng)目的開發(fā)。由于美式卡車采用長頭布局,發(fā)動(dòng)機(jī)的固定設(shè)計(jì)需要進(jìn)行修改。為了適應(yīng)北美市場以及未來其他車型的需求,工程師們開發(fā)了兩種發(fā)動(dòng)機(jī)固定支架,一種較長的固定支架用于歐式平頭卡車,另一種較短的固定支架則用在美式長頭卡車之上。

CBE1項(xiàng)目的開發(fā)還促成了TRATON傳拓的CHAMP數(shù)字系統(tǒng),該系統(tǒng)記錄了動(dòng)力鏈零部件的相關(guān)參數(shù),并包含了關(guān)鍵零件的詳細(xì)數(shù)據(jù)等,便于子公司以及項(xiàng)目合作伙伴們進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)和集成。并且,CHAMP系統(tǒng)還將用在未來的電動(dòng)商用車開發(fā)之中,起到提高項(xiàng)目效率的效果。

這臺新發(fā)動(dòng)機(jī)于2021年11月由斯堪尼亞首發(fā),覆蓋420匹到560匹的馬力段。它的維護(hù)間隔高達(dá)15萬公里,使用壽命超過200萬公里,熱效率高達(dá)50%。并且,它的設(shè)計(jì)還兼容HVO等替代燃料,創(chuàng)新的后處理系統(tǒng)也讓其能適應(yīng)未來的排放要求。再加上強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)以及先進(jìn)的輕量化和可靠性水準(zhǔn),稱它為最先進(jìn)的13升直六發(fā)動(dòng)機(jī)也不為過。

除了在瑞典生產(chǎn)之外,CBE1的生產(chǎn)也將逐步擴(kuò)展到全球各地。在德國,曼恩紐倫堡工廠正進(jìn)行升級,用于生產(chǎn)CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)及其他未來動(dòng)力總成,預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)。屆時(shí),這款新的發(fā)動(dòng)機(jī)將被集成至曼恩卡車產(chǎn)品之上。在美國,納威司達(dá)亨茨維爾工廠將于2023年投產(chǎn)CBE1發(fā)動(dòng)機(jī),而其對應(yīng)的S13動(dòng)力鏈已經(jīng)發(fā)布。2028年,南美大眾卡客車工廠也將投產(chǎn)CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)TRATON集團(tuán)的計(jì)劃,位于江蘇如皋的斯堪尼亞中國工廠也將生產(chǎn)CBE1發(fā)動(dòng)機(jī),并且還將在如皋設(shè)置研發(fā)和技術(shù)中心,滿足中國本地的需求,并且在全亞洲發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

可惜的是,根據(jù)TRATON首席執(zhí)行官M(fèi)atthias Gründler的演講表示,CBE1將是TRATON集團(tuán)開發(fā)的最后一款傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī),未來顯然將由純電動(dòng)商用車塑造。這也意味著,CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)成為了最先進(jìn)的13升直六發(fā)動(dòng)機(jī)絕唱。作為一款全新開發(fā)的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),這無疑是相當(dāng)遺憾的。

講完背后的研發(fā)故事,就該講講這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新之處了。在下期文章中,筆者將從這臺新發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及子系統(tǒng)匹配入手,為您介紹CBE1發(fā)動(dòng)機(jī)的過人之處,千萬不要錯(cuò)過哦!感謝您閱讀本篇文章!還想看到更多有趣有料的商用車內(nèi)容,別忘了關(guān)注我們哦!
文圖:heseaotter