[汽車之家 發動機拆解] 為滿足日益嚴苛的排放法規,發動機的小型化已經成為行業的共識。合資廠商在幾年前就已經在國內投產小排量渦輪增壓缸內直噴發動機產品。這種發動機較好的燃油經濟性和動力性能獲得國內不少用戶的青睞。而對于中國品牌而言,小排量渦輪增壓發動機的研發是在近幾年才展開的。今天我們要拆解的發動機是廣汽乘用車最新的200T發動機。該發動機是一款1.3升的渦輪增壓汽油發動機,峰值扭矩達到202牛·米。正是由于它的扭矩近似值為200牛·米,廣汽給了它一個響亮的名字——“200T”。這款發動機的峰值扭矩與大眾的1.4T EA211發動機225牛·米的峰值扭矩已十分接近。一個中國品牌企業能通過自主研發量產出這樣的產品確實難能可貴。究竟這款發動機有何特點呢?下面就讓我們通過詳細拆解找到答案。
● 搭載車型與對標產品
廣汽乘用車這臺1.3T發動機(下稱“廣汽1.3T發動機”)是一款渦輪增壓歧管噴射汽油發動機,最先會搭載于廣汽乘用車傳祺GS4之上。傳祺GS4在2015年北美車展首發并將于4月18日上市。這款車的車身尺寸和軸距均略小于傳祺GS5,是一款緊湊型SUV。傳祺GS4在2012年開始進行設計,是廣汽研究院的年輕設計師們傾力打造的一款極具原創性的車型。前面提到的“歧管噴射”有別于直接把高壓燃油噴入汽缸燃燒的“缸內直噴”技術。歧管噴射技術通過噴油嘴把汽油噴入進氣歧管內,霧化的汽油與空氣形成混合氣后再進入汽缸壓縮燃燒。
廣汽1.3T發動機與其對標產品參數對比 | |||
名稱 | 廣汽1.3T | 大眾1.4T | 寶馬1.6T |
代號 | 4A13M1 | EA211 | N13B16A |
排量 | 1325mL | 1390mL | 1598mL |
最大功率 | 137Ps/5500rpm | 131Ps/5000-6000rpm | 136Ps/4400rpm |
峰值扭矩 | 202N·m/1500-4200rpm | 225N·m/1500-3500rpm | 220N·m/1350-4300rpm |
雖然排量較低,廣汽的工程師還是通過調校把廣汽1.3T發動機的最大功率調至稍大于大眾1.4T及寶馬1.6T這兩款發動機,但最大功率出現的轉速為5500rpm,轉速相對偏高。受制于較小的發動機排量,廣汽1.3T發動機在峰值扭矩參數上要比上述兩款對標發動機要弱一些。
● 供油/點火系統
廣汽1.3T發動機并沒有采用時下流行的缸內直噴技術,而僅采用了較為普通的歧管噴射技術。據廣汽的工程師介紹,廣汽1.3T這款發動機是可以采用缸內直噴技術的,在現款1.3T發動機的汽缸蓋上也預留了日后升級缸內直噴噴嘴的位置。之所以沒有在這款發動機上采用缸內直噴技術,更多的是考慮到產品定位、制造成本以及用戶日后的維護成本。
● 集成凸輪軸的氣門室蓋
傳統的氣門室蓋功能單一,材質一般采用樹脂或鋁合金,功能多用作密封。在氣門室蓋設計方面,廣汽1.3T發動機與大眾1.4T EA211發動機有些相似,同樣把凸輪軸集成在氣門室蓋之上。但與大眾1.4T EA211發動機(凸輪軸不能拆卸、沒有凸輪軸蓋)不同的是,廣汽傳祺1.3T發動機的凸輪軸是帶有凸輪軸蓋的。
廣汽1.3T發動機的供油/點火系統與主流歧管噴射渦輪增壓汽油發動機并無太大區別。其采用的銥金火花塞壽命要比普通鎳合金火花塞更長。該發動機的氣門室蓋集成了凸輪軸蓋,凸輪軸通過凸輪軸蓋安裝到氣門室蓋之上,可以單獨更換氣門室蓋或凸輪軸。
● 氣門正時系統/進氣歧管
廣汽1.3T發動機采用了DVVT(進排氣雙可變氣門正時系統),能夠單獨對進排氣門的相位進行調整。也就是說,發動機管理系統能夠根據發動機工況,通過調整進排氣門的相位來提前/延后進排氣門的開閉時間,從而提升發動機的進排氣效率。
● GCCS燃燒室控制系統
廣汽1.3T發動機采用了GCCS(Gasoline Combustion Control System)燃燒室控制系統。該系統是廣汽自主研發的一套全新燃燒室控制系統。它包括了能夠產生高滾流混合氣的進氣道和燃燒室,以及相應的發動機管理軟件。該系統能夠提升發動機的燃燒效率并降低燃油消耗率。由于該技術正在申請專利中,具體的結構暫時不能為您展示。待廣汽把專利申請下來后,我們將再作詳細剖析。
● 4-1結構排氣歧管/低慣量廢氣渦輪
廣汽1.3T發動機的排氣歧管采用4-1結構,氣缸蓋上分別對應四個氣缸的排氣口通過排氣歧管匯集到一根排氣管。渦輪增壓器方面,廣汽1.3T發動機采用的是由石川島播磨(IHI)提供的低慣量單渦管渦輪。
廣汽1.3T發動機采用了進排氣可變氣門正式系統,能夠根據發動機工況實時調節進排氣門開啟時間,優化了進排氣效率。GCCS燃燒室控制系統通過特別設計的進氣道和燃燒室來制造強混合氣滾流以提升發動機的燃燒效率。渦輪增壓器方面,廣汽1.3T發動機采用的是單渦管低慣量渦輪,渦輪部件由石川島播磨(IHI)提供。
● 機械式水泵
廣汽1.3T發動機采用的是機械式水泵。機械式水泵由皮帶通過皮帶輪帶動,水泵的葉片驅動冷卻液在發動機內部與散熱器之間循環流動。大眾1.4T EA211發動機及寶馬1.6T N13B16A發動機采用的均為機械式水泵。
● 注重效率的油氣分離器
發動機工作時,燃燒室內的高溫高壓氣體會通過活塞環間隙竄入曲軸箱。為了保證曲軸箱內部的壓力平衡,就需要在發動機上設置曲軸箱通風裝置對曲軸箱內氣體進行引導。來自于曲軸箱的氣體夾雜有機油成分。為了分離出氣體中的機油,并把機油重新導流至發動機潤滑系統,便需要一個稱作“油氣分離器”的裝置。廣汽1.3T發動機在氣門罩蓋上設置了一個自主研發的油氣分離器總成。該總成內部帶有粗分離和細分離兩部分結構。
● 摩擦更低的氣門驅動機構
廣汽1.3T發動機是一款頂置雙凸輪軸16氣門發動機。氣門驅動機構采用的是滾子搖臂式結構。相比氣門頂筒式結構,滾子搖臂利用滾動摩擦取代滑動摩擦,降低了發動機的內部摩擦。
● 更節能的變排量機油泵
廣汽1.3T發動機采用的是機械式變排量油泵。這與我們在一些新型發動機上見到的電控變排量油泵有所不同,其機油泵排量特性曲形是通過純機械的方式實現的,無需電控系統進行控制干預。
廣汽1.3T發動機的油氣分離器安裝在氣門室蓋之上,內部具有粗分離和細分離結構;氣門驅動裝置采用的是摩擦更低的滾子搖臂結構。該發動機采用了機械式變排量機油泵,驅動機油泵的鏈條為工作更安靜、摩擦更低的靜音鏈條。
● 鋁合金油泥擋板
蕩起的機油遇上高速旋轉的曲軸會形成一定的阻力。曲軸下方的油泥擋板是防止位于油底殼內的機油蕩起而設置的一塊金屬擋板。這塊擋板除了上述的阻隔機油的作用外,還一定程度上加強了缸體的強度。
● 活鍛造曲軸/輕量化活塞與連桿
曲柄連桿機構是發動機中的主要運動機構,其功用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動,同時將作用于活塞上的力矩轉變為曲軸對外輸出的扭矩,以驅動汽車車輪轉動。為了降低發動機做功行程時活塞下行阻力,廣汽1.3T發動機采用了曲軸偏置設計。
全文總結:
這款發動機上采用的很多技術都是市場上主流發動機所采用的一些成熟技術,在一定程度上提升發動機的運轉效率和性能,如低慣量渦輪、DVVT、變排量油泵、滾子搖臂等。在一些技術細節上,我們可以看到廣汽工程師對產品性能的執著,如自主研發的油氣分離器、鋁合金油泥擋板、輕量化活塞/連桿、鍛造曲軸等。雖然現在我們暫未能為各位提供更多關于該款發動機實際表現的信息,但從其參數和內部結構看來,這款發動機的實際表現是相當值得期待的。汽車之家也將第一時間為大家帶來傳祺GS4的評測文章,敬請關注。(圖/文/攝 汽車之家 常慶林)
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