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媒體報道  |  2018-10-17

首搭載于傳祺GS5 拆廣汽1.5T GDI發動機

文章來源:汽車之家

喜歡新事物是人的天性,全新GS5這樣的重點新車你肯定不會錯過。但很抱歉,新車還沒上市,就連試駕報道也還沒見著,但沒關系,我們可以先來看看,全新GS5上的全新1.5T GDI發動機,到底有多少能耐。


發動機基本信息


我們注意到廣汽這臺全新的1.5T GDI發動機的缸徑/行程比是變小了的,這種傾向于長行程的改變有助于發動機扭矩的提升,使發動機在低轉速時有更好的反應。


 

但是通過對上表三款發動機的動力參數比對,我們可以直觀地看出——同樣是1.5T的發動機,各家的調教不盡相同,所爆發出的最大功率/扭矩是不同的,就拿最大馬力來說:本田177Ps>傳祺171Ps>長城169Ps,但最大扭矩卻是反過來了:長城285N·m>傳祺265N·m>本田220N·m。傳祺在這次“挑戰”中自我定位就相當明確,動力參數的設定沒有一味往高的調,而是在保證功率和扭矩的前提下,把最大功率的輸出轉速往下調、拉大峰值扭矩的輸出轉速區間。


當然了,傳祺1.5T GDI發動機作為整車的“三大件”之一,是眾多消費者在購車前所考慮的一個重要因素,這次的拆解更多是為了幫助消費者理清楚廣汽這款1.5T GDI發動機的優缺點、AB面:2019款傳祺GS5這臺1.5TG DI與GS4那臺1.5T發動機有什么區別(亮點)? 這些亮點能帶來哪些增益?


● 廣汽這臺1.5T GDI較之前的1.5T多了哪些亮點?


亮點一:由歧管噴射改為缸內直噴


首先,這臺1.5T GDI與GS4那臺1.5T發動機最大的區別體現在名字上——GDI(Gasoline Direct Injection,也就是我們常說的缸內直噴),噴油系統由原來的歧管噴射改為缸內直噴所帶來最直接的好處就是發動機動力性能得到提升及相對減少尾氣中的有害氣體。而且我們知道,國內的一線城市很快就要執行更加嚴苛的國六排放標準了,廣汽作為一家車企肯定是要走在政策的前面,因此這款發動機采用缸內直噴技術也算是為了達到國六排放標準。



值得一提的是,“國六”是指國家對汽車尾氣排放的一項政策標準,“國六”排放標準實施后將分“國六a”和“國六b”兩個階段,分別于2020年7月1日和2023年7月1日開始執行,在部分排放標準上,“國六b”要比“國六a”嚴格1倍多。)



值得一提的是,在渦輪增壓器的幫助下,更高的壓縮比意味著發動機的效率更高、能提升更多的動力性能、并且更省油等,畢竟直噴發動機的工作特點是將燃油直接噴入氣缸,利用缸內氣流和活塞表面的燃油實現更好的霧化效果。



直噴發動機在工作的均勻性及全負荷下的性能方面都有較好的表現,甚至冷車工作不穩定性問題也有了顯著的改善。當然了,事物是兩面性的,發動機在享受高壓縮比帶來動力提升的同時,對高壓油軌固定問題、供油系統的燃油泵供油壓力大小也是一個考驗。



直噴發動機在噴油時的“噠噠噠”聲響,一直是發動機NVH工程師頭疼的一個問題,我們這次在廣汽1.5T GDI上能看到了他們的解決方案:





當發動機運轉在壓縮行程的時候,氣缸內的壓力是非常大的。這對于缸內直噴發動機來說,普通的燃油泵就無法滿足需求了。缸內直噴發動機的另一個重要特征就是燃油泵的供油壓力非常高,這樣才能將汽油有效的噴射到高壓的燃燒室內。



由于汽油的燃燒特性,普通發動機的壓縮比往往不能設計的太高,否則就很容易產生爆震,因此大多數直噴發動機都會將噴油過程分兩個階段,也就是兩次噴油。而廣汽1.5T GDI發動機在噴油上做了一個小突破——在“高負荷低轉速”這個特定工況下采用“每循環三次噴射”的策略(可以理解為僅車輛起步工況下每循環三次噴油,其他工況依舊是兩次噴油):第一階段的預噴油(發生在進氣沖程、曲軸轉角約在360°~180°CA之間)能在汽油揮發的作用下帶走大量缸內熱量,降低氣缸溫度,一來實現更低的點火角,二來能夠有效抑制爆震的機率、保證穩定燃燒。第二、三次主噴油(發生在壓縮沖程末、做功沖程前,曲軸轉角約在0°CA之前)能帶來更高的排氣溫度,加速三元催化器的起燃,優勢是做到起步迅速、降低發動機的排放、滿足國六b排放標準,降低油耗。


亮點二:改用更低慣量的廢氣渦輪增壓器


雖說渦輪增壓技術并不是一種嶄新的技術,但在小排量發動機上運用渦輪增壓技術卻是如今主流的發展方向。得益于對渦輪葉片的巧妙設計,使得這個由博格華納提供的低慣量廢氣渦輪增壓器既能兼顧高速高功率又能兼顧低速大扭矩。



亮點三:三元催化器加入了更多的貴金屬


工程師為了讓1.5T GDI發動機排出的尾氣滿足國六b排放法規,在尾氣凈化處理上做了不少努力,最大的亮點就是采用了全新的三元催化器,并在催化器里面加入了更多的貴金屬,從而把起燃溫度降低到270℃,這個270℃是一個什么樣的概念?我舉個例子給大家參考一下:一般國五標準的三元催化器起燃溫度為400℃,二者相差130℃。



筆者在這里打趣地說一句:一臺能夠滿足國六b排放法規的發動機所排出來的尾氣,應該比不少城市的空氣還要潔凈吧?那樣的發動機像不像是一臺行走的“空氣凈化器”?


● 廣汽1.5TG DI發動機拆解


“光說不練假把式,光練不說傻把式,連說帶練全把式。”前面我們為大家理清楚了搭載在GS5/GM6上的這臺4A15J1 1.5T GDI發動機的亮點,下面我們就來對發動機實物進行徹底的拆解,按2大機構5大系統(曲柄連桿機構、配氣機構,燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系)的分類,進一步通過實物去深入認識它吧。



供油/點火系統:


燃油供給系統在前文的亮點介紹中已經給大家剖析過了,這里不做重復贅述,接下來我們著重聊聊點火系統。


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1.5T GDI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1.5T GDI發動機的凸輪軸是帶有凸輪軸蓋的,并且其凸輪軸的保持座的強度比起1.3T的有所提高。



廣汽1.5T GDI發動機的供油/點火系統與主流缸內直噴渦輪增壓汽油發動機并無太大區別。其采用的銥鉑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1.5T GDI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。



4-1結構排氣歧管/低慣量廢氣渦輪:


  廣汽1.5T GDI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。而低慣量廢氣渦輪增壓器在前文的亮點介紹中已經給大家剖析過了,這里不做重復贅述。


機械式水泵:


  廣汽1.5T GDI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。在這里順便和大家提一下“電子水泵”,隨著越來越多的新技術運用到發動機上,常規的水泵冷卻漸漸無法滿足發動機對溫度精準的控制需求,電子水泵毫無疑問會是發動機冷卻系統未來的一個發展方向,電子水泵通過帶動冷卻水循環,帶走發動機增壓后的氣體和增壓器本身的熱量,確保增壓后的氣體溫度在合理的范圍內,同時保護增壓器的溫度不會超過限值要求。


采用與GS8相同的油氣分離器:


  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1.5T GDI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1.5T GDI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,能夠降低了發動機的內部摩擦。


更節能的變排量機油泵:


廣汽1.5T GDI發動機采用的是皮爾博格電控式可變排量機油泵,與傳統的定排量機油泵相比,1.5T GDI發動機這個電控式二級可調變排量機油泵的大約在1600-1700rpm的時候介入,使得發動機在NEDC循環中節省油耗約2.5%。


廣汽1.5T GDI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。該發動機采用了電控式可變排量機油泵,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


位于曲軸下方的油泥擋板,它的作用是防止車輛顛簸時候的油面震蕩。這塊擋板除了有利于機油中的雜質沉淀,還在一定程度上加強了缸體的強度。


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1.5T GDI發動機采用了曲軸偏置設計。



編輯總結:


  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。首款搭載該發動機的傳祺全新GS5即將開售,究竟這款全新的1.5T GDI發動機能為GS5帶了怎樣的動力性能表現呢?敬請期待~


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