[汽車之家 發(fā)動機(jī)拆解] 2013年12月,底特律宣布破產(chǎn),。一時(shí)間這座因汽車而聞名于世的城市頗有些英雄遲暮之感,,大洋彼岸的中國市場此時(shí)卻依舊火爆異常。3個(gè)月后的2014年3月,,通用在底特律的“老巢”對外公布了全新的動力總成計(jì)劃,。在這份計(jì)劃名單中,小排量,、渦輪增壓,、缸內(nèi)直噴等技術(shù)被擺在最顯眼的地方,令我們更感興趣的是,,在其研發(fā)合作對象名單中出現(xiàn)了上汽集團(tuán)的名字�,,F(xiàn)在,這臺基因中有著通用DNA的1.4T發(fā)動機(jī)已經(jīng)擺在我們面前,,是揭開其所用技術(shù)的時(shí)候了,。
去年春天,通用在其總部所在地底特律公布了Ecotec的全新動力總成,,共包含11款發(fā)動機(jī),。其中那臺排量1.4L,搭載渦輪增壓,、缸內(nèi)直噴的發(fā)動機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在國產(chǎn)雪佛蘭科魯茲上,。
>>>國產(chǎn)新科魯茲將使用 通用推新動力總成<<<
對于通用而言,合作開發(fā)可以幫助其得到更多中國市場真實(shí)的購車,、用車情況,,為適應(yīng)中國路況做了良好的鋪墊。對于上汽而言,,合作開發(fā)不僅降低了其動力總成部分的開發(fā)費(fèi)用,,同時(shí)亦可以得到更加先進(jìn)與穩(wěn)定的動力總成,減少走彎路的過程。
三款1.4T渦輪增壓4缸發(fā)動機(jī)參數(shù)對比 | |||
上汽1.4T NetBlue (榮威360) | 通用1.4T Ecotec (科魯茲) | 大眾EA211 1.4TSI (第七代高爾夫低功版) | |
噴油方式 | 缸內(nèi)直噴 | 缸內(nèi)直噴 | 缸內(nèi)直噴 |
最大功率 | 156Ps/5600rpm | 150Ps/5600rpm | 131Ps/5000-6000rpm |
最大扭矩 | 235N·m/1600-4000rpm | 235N·m/1600-4000rpm | 225N·m/1500-3500rpm |
根據(jù)工程師介紹,,上汽這臺1.4T發(fā)動機(jī)硬件部分與通用1.4T發(fā)動機(jī)完全一致,,只是調(diào)校以及對變速箱匹配方面有所區(qū)別。從賬面數(shù)據(jù)上看,,其與通用1.4T大體一致,,與大眾EA211發(fā)動機(jī)相比,具有一定優(yōu)勢,。
為了滿足日益嚴(yán)苛的排放法規(guī),同時(shí)也要滿足使用者對于性能的需求,,因此近兩年車企們推出的小排量發(fā)動機(jī)已不再是技術(shù)落后的代名詞,。渦輪增壓、缸內(nèi)直噴這些誕生已經(jīng)有些年頭的技術(shù)被再次“翻出來”使用,,與它們被發(fā)明時(shí)的目標(biāo)不同,,它們現(xiàn)在的作用更多的是彌補(bǔ)小排量發(fā)動機(jī)動力不足的弱勢,而非當(dāng)年給大排量發(fā)動機(jī)錦上添花,。
■ 進(jìn)、排氣系統(tǒng)
特點(diǎn):注重效率,、降低噪音
當(dāng)我們掀開車輛發(fā)動機(jī)艙蓋時(shí),,首先映入眼簾的便是發(fā)動機(jī),而在這之中,,進(jìn),、排氣系統(tǒng)也是最容易被觀察到的細(xì)節(jié)之一,因此我們的拆解便從這個(gè)對發(fā)動機(jī)而言,,無異于呼吸道的部分看起吧,。
對于我們這些日常駕駛車輛上下班、閑暇時(shí)間出游的普通用車人而言,,我們對發(fā)動機(jī)的需求更多的是希望其在保證“夠用”的前提下,,更平順、更安靜,、更耐用,。進(jìn)氣歧管上包裹材料便是降低車輛行駛時(shí)傳遞至車廂噪音方法的一種。
此外,,節(jié)氣門的布置位置與朝向同樣存在一番考量,,對于搭載渦輪增壓與缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)而言,節(jié)氣門部分可能會有機(jī)油堆積,,因此,,這個(gè)安裝方向可以幫助機(jī)油進(jìn)行回流,避免堆積。
缸蓋內(nèi)的排氣歧管與水道交錯(cuò)布置使得發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),,冷卻液與排氣歧管實(shí)現(xiàn)熱交換,,冷車啟動時(shí)可以利用排氣產(chǎn)生的溫度給冷卻液“加熱”,與傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的溫控邏輯相結(jié)合,,使發(fā)動機(jī)水溫盡快上升至最佳工作溫度,。
無論在底盤還是車門、防撞梁以及發(fā)動機(jī)的拆解中,,我們總是會十分留心供應(yīng)商,,這并非是羅列品牌的舉措,從中可以看到廠商以及供應(yīng)商之間的合作關(guān)系,,以及相關(guān)產(chǎn)品布局,。這臺1.4T發(fā)動機(jī)選擇上海菱重的產(chǎn)品,除了成本,、技術(shù)上的考量外,,工廠更近的地理位置相信也是選擇原因之一。
前面提到了這臺發(fā)動機(jī)使用了模塊化開發(fā)的理念,,這也就是說同一系列,、不同排量的發(fā)動機(jī)部分零部件可以做到通用,對于廠商而言降低了開發(fā)以及采購成本,,對于消費(fèi)者而言,,我們可以花更少的錢,買到性價(jià)比更高的車輛,。
在評測,、試駕中,我們常會形容一臺渦輪增壓車型存在遲滯感的情況,,許多人會推測是渦輪葉片直徑過大亦或是調(diào)校不合理,。那么,真實(shí)情況是什么,?或者說,,什么會影響這種情況的發(fā)生呢?答案之一便是下面展示的這個(gè)不起眼的小家伙,。
此前的拆解中,,我們亦在其他發(fā)動機(jī)上見到過這種真空泄壓閥與電控廢氣閥搭檔組合的方式,而前面我們提到的遲滯感問題的解決方法之一便是其中的這個(gè)電控廢氣閥,。下面就讓我們試著還原下當(dāng)時(shí)的情況吧,。
電控廢氣閥平時(shí)是關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí),,渦輪葉片轉(zhuǎn)速仍處在與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速匹配的狀態(tài),,就會導(dǎo)致渦輪增壓器到節(jié)氣門這段氣道內(nèi)的壓力驟升,,這些壓力會反作用于渦輪葉片,降低它的轉(zhuǎn)速,,如果不對這一現(xiàn)象進(jìn)行干預(yù),,駕駛員再一次踩下油門踏板或變速箱完成升擋后,渦輪增壓器顯然并不能即時(shí)建立足夠的進(jìn)氣壓力,,最終造成加速響應(yīng)慢的現(xiàn)象,。因此它的作用之一,便是優(yōu)化我們常說的車輛行駛質(zhì)感,。
■ 配氣機(jī)構(gòu)
特點(diǎn):雙可變氣門正時(shí)系統(tǒng)
僅僅是有了我們上面說到的進(jìn),、排氣系統(tǒng),發(fā)動機(jī)還是無法暢快“呼吸”的,,這就像我們在靜坐與高強(qiáng)度運(yùn)動時(shí),,身體對于吸入的空氣與排出的廢氣需求不同一樣。為了解決發(fā)動機(jī)工況下不同的需求,,聰明的工程師們想出了各種調(diào)節(jié)方法,這其中誕生了諸如本田的i-VTEC,、豐田的VVT,、奧迪的AVS、寶馬的Double-VANOS與Valvetronic,、菲亞特Multiair等等經(jīng)典之作,。在這個(gè)可謂方寸之間的區(qū)域,集中了工程人員的奇思妙想,。
對于我們而言,,參數(shù)上的65°與56°似乎距離我們有些遙遠(yuǎn),您只需要記住更大的角度意味著其對于氣門正時(shí)調(diào)節(jié)范圍更廣,,更貼切的說就是ECU對于進(jìn),、排氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)幅度更大,其結(jié)果便是對發(fā)動機(jī)油耗以及動力性表現(xiàn)均有積極作用,。
在配氣機(jī)構(gòu)中,,除了凸輪軸以及正時(shí)調(diào)節(jié)器外,執(zhí)行機(jī)構(gòu)之中的搖臂,、挺柱作用同樣不可忽視,。它們的作用便是將凸輪的推力傳遞給推桿或者氣門,這部分結(jié)構(gòu)的摩擦或者說阻力大小,,將會左右正時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)性,。在這部分結(jié)構(gòu)中,這臺1.4T發(fā)動機(jī)使用了滾子搖臂氣門驅(qū)動結(jié)構(gòu),。
此外,,拆解時(shí)可以看到上汽這臺1.4T的凸輪軸蓋是傳統(tǒng)的獨(dú)立個(gè)體結(jié)構(gòu),它的優(yōu)點(diǎn)是便于維修與更換,車主用車成本更低,。不久前我們在蒂森克虜伯技術(shù)大會及拆解過的EA211發(fā)動機(jī)上,,看到了將凸輪軸蓋、軸承,、缸蓋作為一個(gè)總成的結(jié)構(gòu),。相比獨(dú)立結(jié)構(gòu)而言,其重量更輕,,不過缺點(diǎn)是后期維護(hù)成本更高,。
配氣機(jī)構(gòu)對于發(fā)動機(jī)而言更像是人類智慧的大腦,它調(diào)整邏輯的好壞直接決定了發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣效率,,最終會影響到車輛動力以及燃油經(jīng)濟(jì)性,。優(yōu)秀與糟糕的配氣系統(tǒng)會使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生類似職業(yè)馬拉松與病人賽跑的差距。
在這臺1.4T發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)上,,我們除了可以觀察到更大的調(diào)整范圍以及減小摩擦,、損耗的設(shè)計(jì),還能看到其并沒有單純?yōu)榱俗非髴?yīng)用新技術(shù),,而采用模塊化設(shè)計(jì),,這樣的設(shè)計(jì)亦是考慮到后期使用成本的考量。
■ 供油系統(tǒng)
特點(diǎn):頂置直噴避免直噴系統(tǒng)濕壁效應(yīng)
目前大多數(shù)缸內(nèi)直噴系統(tǒng)都采用側(cè)置布局,也就是油軌布置靠近進(jìn)氣歧管,、噴油嘴放置在燃燒室側(cè)面,,這種設(shè)計(jì)更多的是延續(xù)了之前歧管噴射結(jié)構(gòu)。這臺1.4T發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)直噴系統(tǒng)則采用的是頂置布局,。
頂置式的直噴系統(tǒng)究竟有何優(yōu)勢呢,?要搞清這個(gè)問題,首先讓我們看下氣流進(jìn)入氣缸的狀態(tài),。從進(jìn)氣歧管,、經(jīng)由進(jìn)氣氣門進(jìn)入到氣缸的空氣會因?yàn)槿紵以煨偷仍虍a(chǎn)生翻滾。缸內(nèi)直噴系統(tǒng)噴油嘴噴油后,,空氣會攜帶汽油顆�,!罢慈尽睔飧妆谝约盎鸹ㄈiL此以往不僅會造成不必要的積碳,,還會污染發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng),。這樣的過程,被稱為濕壁效應(yīng),。頂置式直噴系統(tǒng)的優(yōu)勢便是可以一定程度上減少濕壁效應(yīng),。
■ 點(diǎn)火系統(tǒng)
特點(diǎn):分體設(shè)計(jì)點(diǎn)火線圈
■ 活塞,、連桿、缸體
特點(diǎn):提升效率,、輕量化
活塞以及連桿的部分再次體現(xiàn)出了工程師對于零部件輕量化,、潤滑性、耐用性以及成本的綜合考量,,對于發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)而言,,堆積技術(shù)并不難,困難的正是均衡上述元素,。
■ 曲軸
特點(diǎn):鍛造
■ 潤滑及冷卻系統(tǒng)
特點(diǎn):變排量機(jī)油泵,、電子節(jié)溫器
■ 其他
特點(diǎn):迷宮式油氣分離器、注重降低噪音
全文總結(jié):
作為目前全球最熱門的汽油發(fā)動機(jī)技術(shù),,缸內(nèi)直噴與渦輪增壓這對搭檔已經(jīng)成為了大部分廠家提升競爭力的王牌,。對于通用集團(tuán)它是“收復(fù)失地”的“利器”,對于上汽集團(tuán)而言,,它是提升競爭力的“法寶”,。因此,從這次拆解的上汽這臺1.4T發(fā)動機(jī)上,,我們可以看到通用與上汽合作研發(fā)的成果,,模塊化的設(shè)計(jì)理念初露端倪、成熟的中置直噴技術(shù)以及高通用性的零部件,。從賬面數(shù)據(jù)看,,其相比大眾EA211已經(jīng)具備一定優(yōu)勢,。不過究竟調(diào)校如何,,還是實(shí)際體驗(yàn)過后再下結(jié)論吧。(文/圖 汽車之家 唐朝 攝影 常慶林)
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8秒破百的底氣 解析上汽2.0T發(fā)動機(jī)
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