日产hr16发动机都用在哪些车型(动力总成专家帮你搞懂日产1.6L)
日产HR系列发动机也是比较经典的产品,算是日产的明星发动机,目前已经发展至第三代。这款发动机代号HR16,于2005年与雷诺共同开发,在雷诺的生产线上,HR16被称为H4M。这台发动机是早期雷诺K4M的替代品。
目前HR16系列主要用于日产旗下的入门级产品中,包括轩逸、蓝鸟和骐达,以及部分雷诺的车型。但是从市面上信息来看,大家对这款发动机很熟悉也很陌生,比如都是1.6L的HR16,但是不同版本的发动机功率千奇百怪,压缩比也有差异,热效率更是雾里看花。我就从专业的角度,帮大家剖析一下这款发动机。
PS:我不是日产的工程师,有些内容为我的技术分析,不保证百分百正确。
1 HR16发动机功率之谜大家对这款发动机疑惑最大的就是功率扭矩了,可以说在网上能够查到的功率扭矩数值什么都有,功率从82kW~102kW的说法都有,扭矩从145Nm~159Nm的都有,他们到底是多少呢?请看下图我的汇总。
这是目前在售状态的日产1.6L(HR16)发动机的性能指标,从左到右为不同版本,19款以前的轩逸宣传功率为93kW,宣传扭矩为158Nm,但是发动机铭牌上的实际功率为85kW,净扭矩大概148Nm左右;第十四代轩逸刚刚上市的时候,宣传功率为102kW,宣传扭矩为169Nm,但是实际功率为92kW,实际净扭矩大概158Nm左右。目前在售的21款轩逸经典、21款蓝鸟和21款骐达的发动机宣传功率为90kW,宣传扭矩为155Nm,但是实际功率为82kW,实际净扭矩为145Nm,相比19款轩逸经典性能指标有下降;而20年改款的第十四代轩逸和目前最新的21款轩逸功率扭矩也有下降。
PS:此处宣传功率为合格证上的最大功率,而发动机铭牌上是算了发电机、水泵、油泵等负载下的净功率,建议大家对比发动机性能看净功率。
图 不同版本轩逸的发动机铭牌功率
图 21款蓝鸟采用第二代HR16发动机
图 21款经典轩逸(老款在售)采用第二代HR16发动机
2 HR16发动机的区别?从表中可以分析出,发动机其实就两款,一款是第二代HR16,一款是第三代HR16,搭载在经典轩逸和蓝鸟、骐达上的都是第二代HR16发动机,而搭载在第十四代轩逸上的是第三代HR16发动机。
图 不同版本发动机的技术(也有车主手册上第二代也叫HR16DE,和日产宣传PPT有不同,在此忽略这些细节)
图 21款骐达TIIDA采用第二代HR16发动机
从第二代和第三代上发动机具有较大的改变,最大的变化点为压缩比从9.8:1提高至10.8:1,从海外媒体得到的数据,HR16从第一代开始(2006年),其缸径(78mm)和行程(83.6mm)就是不变的。行程缸径比为1.07,可以说这是一款经济性取向的发动机。
提高压缩比的方式为改表了曲柄半径和连杆长度,从而调整了压缩比,更高的压缩比有利于提高最高热效率,降低油耗。于此同时,提高压缩比会导致爆震倾向,因此第三代HR16上采用了EGR系统,可以看到该EGR为独立冷却,因此估计为低温EGR。与很多自媒体想当然的认为EGR是把废气再次燃烧不用,实际高比例的低温废气可以降低燃烧温度,抑制爆震倾向,提高比热比系数,提高点火提前角,从而提高热效率,保守估计该EGR系统能为HR16带来1%热效率以上的提升。此外降低燃烧温度可以极大减少NOx排放,让这款发动机满足国Ⅵb排放成为可能。
图 第三代HR16 低温EGR系统
一味地提高EGR会让燃烧速度变慢,导致点火困难,因此必须提高燃烧速度,日产HR16采用了TCV多级扰流控制技术,这个技术和大众的EA888碟形阀类似,通过一个拨片改变气流流动角度与方向,从而在中低负荷下提高滚流系数,让混合气在燃烧室内流动更快,燃烧速度更快。
图 TCV多级扰流控制技术
第二代HR16进排气采用了双C-VTC连续可变气门正时,为液压式,在稳态工况下没有问题,但是在变负荷以及低温冷启动下无法很好的运行。第三代在进气门采用e-VTC智能电动连续可变气门正时控制,从而优化实际驾驶的燃油经济性。电动进气门的开闭更加灵活调整,响应速度更快,且受到进气脉冲影响更小,从而获得更加优化的动力表现。
图 e-VCT技术
此外第三代HR16取消了铸铁缸套,采用了熔射工艺,这种工艺普遍应用到目前行业中高级车型发动机上。熔射工艺的壁面更薄,传热效率更高,且表面更加光滑,实际运行磨损更小,通过此工艺,功率转速从6000rpm提高至6300rpm,实际效果显著。
图 日产专利镜面熔射缸孔工艺
从技术升级来看,第三代HR16发动机相比第二代有较大提升,其功率、扭矩、燃油经济性和排放都有不同程度提高,可以称之为换代产品。不过为了适应国Ⅵb排放法规,在售的第三代和第二代产品性能都有下降,我推测排气系统升级了催化器目数,ECU适当降低了加浓喷射的工况范围,从而在功率和扭矩上出现了不同程度的阉割,有点遗憾。
3 HR16发动机热效率之谜相信很多人好奇这款发动机的热效率,毕竟他在十四代轩逸上取得了4.9L/100km的令人夸张的油耗表现,可以称之为行业标杆。但是从公开的数据有找不到任何信息显示它的热效率,下面我对其热效率进行一个猜测。
图 21款全新轩逸(第十四代)采用第三代HR16发动机,带自动启停的CVT版本油耗4.9L/100km
还是拉数据,用轩逸和卡罗拉对比,他们都是经济性取向发动机,都是CVT变速箱,额定功率、扭矩、百公里加速都差不多,使用的技术水平也高度接近,因此用来做对标评价。
图 日产轩逸和卡罗拉动力性能对标
根据风阻系数、最高车速、车身尺寸、车重等参数估算,他们在巡航速度下所需功率如图所示。日产轩逸由于风阻系数较低,且车重较轻,不同车速下驱动车辆行驶所需功率较低;日产轩逸经典由于车重有一定优势,不同车速下驱动车辆行驶所需功率低于卡罗拉,高于十四代轩逸。通过轩逸经典和现款1.2T卡罗拉对标分析,轩逸经典的第二代HR16发动机热效率是接近卡罗拉1.2T的(平均驱动功率少5%,工信部平均油耗也低5%),大概为36%的水平。再对标十四代轩逸和轩逸经典,第三代HR16发动机热效率提升明显,估计热效率达到38%左右。很多网友会问为何丰田用三缸机 40%热效率发动机工信部油耗还不如日产轩逸呢?其实丰田的M15A发动机没有配自动启停系统,如果匹配自动启停系统的话,工信部油耗很可能在4.7L/100km左右。
图 巡航车速下所需发动机功率(估算值)
4 到底哪一款HR16 烧机油?这款发动机被广大车主诟病最多的问题就是烧机油,一般来说,机油5000km消耗1L左右是正常现象,但是很多网友反馈日产HR16在1000km机油已经达到下限,这种程度是毕竟夸张的。
图 在一个保养周期内机油很容易到达下限
而在日产轩逸的车主手册中,日产强调在机油保养间隔或在磨合期间添加机油是正常的,这取决于工作的具体情况。但是又强调机油不足会损坏发动机,且不再保修范围内。这个免责申明就比较鸡贼了,日产认为烧机油不是问题,但是机油少了导致发动机问题也不是日产的问题。
图 日产轩逸车主手册
从目前网络的投诉来看,日产HR16发动机烧机油的问题比较多,且厂家并没有合理的解释,我查阅了一下在轩逸和骐达上有上千烧机油的案例,可以说是这款发动机的典型问题之一。
对于烧机油具体原因,官方并没有解释,我猜测是曲轴箱通风强度和发动机运行工况温度的导致的。比如曲轴箱通风强度设计不合理,油水分离器还是把部分机油带到了进气系统中,最终参与燃烧了。或者是这款发动机为了追求高效燃烧,整体发动机运行温度较高(类似德系),日常使用下机油的蒸发量较大,同时油气分离PCV阀来不及排出这么多机油量,导致机油被带出发动机内部。因此,轩逸和骐达出现的烧机油并不局限于老车,很多新车出厂就有烧机油的现象,我觉得这个不能用质量不良来解释。
不过目前市场上对烧机油都集中于第二代HR16产品,在十四代轩逸上使用的第三代HR16之后,市场上对烧机油的案例还很少,至少新车状态下烧机油并不明显,我估计日产内部也针对这个问题进行了重新优化,第三代发动机改善了该问题,当然,未来经过长期市场验证还需要进一步观察。
5 小结日产的HR16发动机为一款经典产品,至今已经三代,搭载在第十四代轩逸上的第三代HR16发动机属于目前行业入门级动力水平的标杆产品,技术指标并不落后。这台发动机在同级别的自吸发动机中,油耗表现可圈可点。而搭载经典轩逸和蓝鸟、骐达上的第二代HR16发动机,按照2021年来看,性能指标在行业内只能算普通水平,大家选车用车要根据自己需求判断哈。
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