用心制造长城1.5GDIT发动机解析

车轮违章查询2019-04-27 04:36:24

【车轮快讯】我们都说发动机是汽车的“心脏”,而事实证明发动机的设计和制造也确实是整个汽车工业皇冠上的明珠,没有自己发动机的厂商多会任人摆布,难以成为汽车行业中真正的顶级大厂。

长城汽车作为自主品牌车企第一梯队的成员, 早已完成了汽车三大件(发动机、底盘、变速箱)的完全自主研发与制造,并且技术在自主品牌厂商中处于领先地位。

其最新的1.5GDIT发动机(代号GW4B15)更是获得了2017年度“中国心”十佳发动机称号,那么这款发动机到底有何特别之处,本文带您全面了解一下。

这台代号GW4B15的1.5T发动机最大功率可达124kW/5000-5600rpm,最大扭矩达到285Nm/1400-3000rpm,综合油耗为6.8L/100Km,即便放到合资品牌的阵营中参数也是有竞争力的。

能达到这些参数是众多新技术加身的结果,该发动机共有七项技术亮点,更是自主品牌车企中首款应用连续可变气门升程、缸盖集成排气歧管技术的发动机。

连续可变气门升程技术(CVVL)

搭载可变气门正时技术(VVT)的发动机已经屡见不鲜了,更精准的控制气门开闭时间可以有效提升进气效率,保证发动机在性能和经济性上找到完美的平衡。

但是当VVT技术不能满足各家厂商对于发动机气门的精准控制时,VVL(可变气门升程)技术开始被各大厂商所采用。通过对气门开启大小的控制(配合VVT技术的开闭时间),发动机可以拥有更精准的进气量,从而使得燃油燃烧的更充分,提升发动机的工作效率,这其中以保时捷Variocam、宝马VavleTronic、本田i-VTEC等技术最为有名。

长城的这款1.5GDIT发动机也使用了可变气门升程技术,而这项技术在长城叫CVVL(连续可变气门升程)技术。该技术的核心部件是CVVL电机和偏心轴,根据车辆具体的工况,ECU会实时给CVVL电机信号,电机通过蜗轮蜗杆驱动偏心轴转动,而偏心轴通过不同相位控制摇臂产生不同的气门升程。

该技术可使气门最大升程达到8.64mm,最小升程仅为0.8mm,并且其间是无级可变的(本田i-VTEC仅为高低两级),配合可变气门正时技术可以对发动机进气量进行非常精准的控制,使得燃油经济性进一步提升,相比没有CVVL技术的同型号发动机可以提升8.4%的燃油经济性。

缸盖集成水冷排气歧管

我们常见的发动机都有独立的进气歧管和排气歧管,但长城却在这款1.5GDIT发动机上集成了排气歧管,并且还增加了水冷的冷却系统。

这样设计带来的好处有三项,首先就是取消了独立的排气歧管机构,减少了发动机的体积和重量,做到了更好的发动机轻量化。

其次缸盖内集成的进气歧管是有冷却液提供水冷降温的,这样能让发动机的排气温度降低,从而降低涡轮增压器的工作温度,使涡轮增压器的寿命得到更好保障。

最后,被尾气“加热”的冷却液会快速升温,循环回缸体时也能给为缸体“加热”,在天冷时可以改善发动机的冷启动排放。

悬吊式中置直喷喷油器

对于直喷发动机来说,喷油器有斜置和中置两种布置方案,但在小排量发动机上采用斜置的是绝大多数,因为发动机缸径小,布置气门和火花塞后空间就捉襟见肘了,留给中置的空间几乎没有。

但是斜置也产生了不少问题,之前本田1.5T发动机的机油增多事件就和斜置喷油器产生的湿壁问题有密切关系,而长城1.5GDIT发动机则采用了中置喷油器布局,这对于湿壁问题就能很好的避免。

长城汽车对于发动机的NVH表现一向很看重,而因为高压油泵和喷油器在工作时会产生比较大的噪音,所以在喷油系统的设计伊始就要充分考虑到这个问题。

该发动机的喷油器安装时特别避免了和缸盖硬性接触,这样就能切断噪音传递路径,并且在高压油泵和燃油喷射机构外都做了隔音材料处理,保证了发动机在NVH部分的良好表现。

这套直喷系统的燃油喷射压力可达200bar,高压对于燃油的雾化效果有着积极的作用,从而使得燃油可以更充分的燃烧。

电控涡轮增压器

长城1.5GDIT发动机所采用的BMTS(博世马勒涡轮增压系统)提供的电控涡轮增压器,该增压器压轮采用了8个大叶片的全叶型压叶轮设计,可以有效抑制增压器的BPF噪音。并且采用了电控的旁通阀机构,由ECU直接控制废气旁通阀开闭,提高了响应速度,能更快建立涡轮正压。通过发动机参数我们也能看到,该发动机在1400rpm就可以进入峰值扭矩平台,最小程度上的减少了涡轮迟滞现象。

二级可变排量机油泵

我们都知道发动机在运转时机油起到的润滑作用是非常重要的,机油泵通过发动机工作带动产生压力把机油送到需要的地方,但是当发动机低速运转时可能会让机油泵的泵油量不足,从而使发动机得不到充分润滑。

长城为1.5GDIT发动机装上了二级可变排量机油泵,在发动机低速运转时机油泵采用大排量工作模式,保证发动机内各部件得到充分的润滑,而当发动机高转速工作时机油泵则切换到小排量工作模式,保证发动机充分润滑的前提下让发动机内的机油压力尽量更小,防止机油在发动机内流速过快。通过精准的控制,可变排量机油泵可以有效减小溢流功率的损失,能为发动机提升燃油经济性约2%。 

缸体缸盖独立冷却

发动机如果想稳定工作,就需要一套好的冷却系统进行温度控制。而一般发动机的冷却液在水泵加压后先通过缸体水套然后流到缸盖水套,所以缸盖的温度一般情况下就会比缸体高。

但是理想状态恰恰相反,发动机的缸体温度应该相对高一点,这样有利于降低做功摩擦,而缸盖的温度则应该低一些,这样可以抑制爆震现象的产生。

长城为了能让1.5GDIT发动机实现缸体和缸盖的理想温度,布置了双节温器在缸体水套和缸盖水套分别进行控制,并且还能有效降低水套压损。

静音链系统

我们知道发动机中有多根链条为正时、机油泵等系统提供动力,而链条工作时所产生的噪音和震动也是发动机NHV的重要来源之一,所以长城为1.5GDIT发动机全部换装了静音链系统。

所有链条都采用小节距设计,链条入齿柔和、平顺、冲击小。在曲轴驱动正时机构的齿轮上采用了随机齿形,打散了阶次噪音,让发动机不会有单频次噪音出现。

总结

活动结束后,和这款发动机的项目经理魏福吉工程师又进行了很好的沟通,了解了不少研发背后的故事。我们都很好奇CVVL系统研发不易成本又高,为什么还要在GW4B15发动机上加入这项技术呢?何必要当第一个吃螃蟹的自主品牌呢?

魏工苦笑着说:“这是集团魏总(魏建军先生)的意思,如果在GW4B15上实现不了CVVL技术整个项目就要下马了,所以我们团队真是用了很长时间和心血才把CVVL完美的适配到发动机上。”。

而长城汽车动力研究院中像魏工这样的团队还有很多,他们都在向各类发动机新技术做着尝试与挑战。最后魏工透露双循环发动机和国六标准的发动机都已经基本研发完毕,而汽油压燃技术也在实验室进行着有条不紊的研发中,不得不承认在研发和生产发动机上,长城汽车是真的用心了。

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