[汽車之家 發(fā)動機拆解] 說到江鈴汽車的乘用車,,很多人第一反應(yīng)也許就是馭勝S350,。沒錯,,馭勝S350是目前江鈴汽車旗下正在銷售的唯一一款乘用車。由于與福特合資生產(chǎn)撼路者的優(yōu)勢,,馭勝S350使用的汽油發(fā)動機也是源于福特EcoBoost的2.0T發(fā)動機,。在這樣的大背景下,如果提到江鈴1.5T發(fā)動機,,很多人肯定會想到那臺福特1.5T的發(fā)動機,。沒錯,在見到江鈴1.5T發(fā)動機之前,,我也有這類似的想法,,認(rèn)為江鈴的1.5T發(fā)動機會與福特的1.5T發(fā)動機有很多技術(shù)上相似的地方。但當(dāng)我見到這臺發(fā)動機后,,我發(fā)現(xiàn)自己錯了,,江鈴汽車并沒有像某些合資企業(yè)那樣“模仿”外資車企的發(fā)動機,而是自己新開發(fā)了一臺全新的1.5T發(fā)動機,。隨著江鈴馭勝S330即將上市,,江鈴汽車也將依靠這臺發(fā)動機開辟緊湊型SUV的新天地。
● 研發(fā)背景
當(dāng)2010年底江鈴汽車推出他們的第一款乘用車馭勝S350時,這個憑借商用車起家的汽車公司手里只有柴油發(fā)動機的儲備,,并沒有汽油發(fā)動機能夠使用,,而為了及時趕上當(dāng)時SUV車型的熱銷浪潮,只能全系搭載柴油發(fā)動機,。到了2013年,,情況得到了轉(zhuǎn)機,馭勝S350首次向市場提供了汽油發(fā)動機的版本,,與很多中國品牌廠商一樣,,沈陽航天三菱幫他們解了燃眉之急,提供了代號為4G63T的2.0T汽油發(fā)動機,。
而到了2015年,,當(dāng)全新一代馭勝S350推出時,得益于生產(chǎn)福特撼路者和福特2.0T發(fā)動機,,搭載的汽油發(fā)動機變成源于技術(shù)合作伙伴福特的2.0T EcoBoost發(fā)動機,。如果江鈴汽車想要在乘用車市場有所作為,沒有自己的汽油發(fā)動機肯定是不夠的,。
事實上,,在2011年3月江鈴汽車內(nèi)部成立了一個新的項目組,專攻研發(fā)汽油發(fā)動機,,為以后拓展乘用車市場做準(zhǔn)備,,而這臺1.5T發(fā)動機就是這個項目組的第一個成果�,?吹竭@里相信你跟我一樣都有一個疑問,,為什么2.0T的發(fā)動機可以使用福特的技術(shù),而1.5T的發(fā)動機卻要自己研發(fā)呢,?雖然江鈴的發(fā)動機工程師沒有正面回答這個問題,,但在我看來應(yīng)該有兩個原因,一是盡管江鈴有著福特這個戰(zhàn)略合作伙伴的技術(shù)支持,,但對于一個廠商而言真正的掌握了技術(shù)才是最有用的,;其次,福特的1.5T發(fā)動機由于種種原因成本過高,,如果將這臺發(fā)動機搭載在一輛緊湊型車上,,無疑會影響整車的成本控制與后續(xù)的定價策略。
而馭勝S350直接使用源自福特的2.0T發(fā)動機,,我想也是迫于發(fā)動機研發(fā)周期的一個妥協(xié),。自從引進了戰(zhàn)略合作伙伴福特,江鈴汽車從福特身上學(xué)到了很多世界主流車企所具備的先進技術(shù)及管理研發(fā)標(biāo)準(zhǔn),,并且通過不斷地更新自己的硬件設(shè)施,,使自己的設(shè)計研發(fā)及生產(chǎn)水平處于行業(yè)前沿,。
2011年5月,江鈴汽車與奧地利AVL達成協(xié)議共同開發(fā)這款全新的汽油發(fā)動機,,定位于達到2012年的歐洲主流標(biāo)準(zhǔn),,通過借鑒福特的研發(fā)流程,加上與AVL的共同合作,,這樣一臺具有世界主流水平的1.5T發(fā)動機便在這樣的背景下孕育而生,。
今年投入使用的NVH動力總成聲學(xué)實驗室,為江鈴汽車自主開發(fā)的發(fā)動機在NVH方面的改善做出了貢獻,。與此同時,,江鈴汽車也引進了國際頂尖專家,現(xiàn)任江鈴汽車發(fā)動機開發(fā)部首席工程師的Ho Teng博士,,就是一位在北美AVL技術(shù)中心擔(dān)任高級技術(shù)專家長達15年之久的有著豐富經(jīng)驗的國際頂尖專家,。
● 研發(fā)過程
江鈴1.5T發(fā)動機自2011年3月立項以來,前后共耗時5年,,于2016年5月開始投產(chǎn),。正如上文所講,此款發(fā)動機與奧地利AVL聯(lián)合開發(fā),,參考了美國福特集團的設(shè)計研發(fā)體系,,僅設(shè)計時間就耗時一年半之久。在整個發(fā)動機開發(fā)流程中,,共經(jīng)歷了6輪的耐久試驗,,耐久試驗結(jié)合了福特與AVL的雙重標(biāo)準(zhǔn),最長單次時長1000小時,,作為第一次涉足汽油發(fā)動機領(lǐng)域的江鈴團隊,,他們也希望通過盡可能多的試驗時間來驗證他們設(shè)計方案的可行性與發(fā)動機的耐久性,與此同時也通過收集更多的數(shù)據(jù)為后續(xù)的研發(fā)打好基礎(chǔ),。
在總計耐久試驗的13000小時中,,覆蓋了各種道路工況及惡劣使用條件,。在耐久試驗的同時,,3名NVH工程師專門負責(zé)汽油發(fā)動機降噪減振的工作,在NVH體驗方面做出了許多提升,。例如在進氣管路增加了消音裝置,,解決了增壓器的噪聲問題;油底殼采用了復(fù)合阻尼鋼板材料,,降低了油底殼輻射的噪聲,。同時,發(fā)動機設(shè)計的理念也有了明顯的轉(zhuǎn)變,,發(fā)動機整體變得緊湊,,外觀美觀,,不像原來使用的一些日本發(fā)動機比較零散,而在發(fā)動機的關(guān)鍵核心部件,,全都來自于全球化的供應(yīng)商,,占到整車的約50%。
江鈴與福特1.5T發(fā)動機參數(shù)對比 | ||
項目 | 江鈴JX4G15 1.5T發(fā)動機 | 福特1.5T發(fā)動機 |
最大功率 | 163馬力(120kW)/5400-5700rpm | 181馬力(133kW)/6000rpm |
最大扭矩 | 250�,!っ�/1500-3500rpm | 240�,!っ�/2000-4500rpm |
缸徑×行程 | 79mm × 76mm | 79mm × 76.45mm |
排量 | 1492mL | 1499mL |
與此同時,大量的試驗時間也給了工程師調(diào)試發(fā)動機的機會,,江鈴汽車根據(jù)1.5T發(fā)動機的定位,,平衡了技術(shù)前瞻性與成本問題,而在開發(fā)中遇到的一些問題,,通過工程師輕描淡寫的敘述我們也能感受到背后的不易,。不過付出終有回報,根據(jù)江鈴發(fā)動機部門的工程師介紹,,AVL公司已經(jīng)將此款1.5T發(fā)動機納入AVL的內(nèi)部標(biāo)桿發(fā)動機之一,,足以證明這款發(fā)動機的能力。
隨著搭載這臺1.5T發(fā)動機的第一款車型馭勝S330的即將上市,,這臺全新的發(fā)動機也將展現(xiàn)在大家眼前,,今天咱們就通過對這臺發(fā)動機的拆解,來看看這臺江鈴自己的發(fā)動機究竟有哪些特點,。
與福特1.5T發(fā)動機使用的頂置直噴不同的是,,江鈴1.5T發(fā)動機使用的是側(cè)置直噴系統(tǒng),高壓油軌位于側(cè)面進氣歧管下方,,而并非類似福特發(fā)動機的高壓油軌位于氣缸蓋上方,。
由于側(cè)置直噴的火花塞電極伸出來的比較短,這樣的設(shè)計相比福特1.5T發(fā)動機的短更換周期火花塞更加均衡,,不是特別追求點火速度與性能,。
● 渦輪增壓江鈴1.5T發(fā)動機的渦輪增壓器使用的是來自美國霍尼韋爾的增壓器,而并非福特1.5T發(fā)動機所使用的博格華納提供的增壓器,�,;裟犴f爾的增壓器在國內(nèi)的市場占有量并不大,像博格華納和三菱都是市場份額較大的渦輪供應(yīng)商,,那么江鈴的這臺1.5T發(fā)動機為什么要使用霍尼韋爾的產(chǎn)品呢,?
我們就此問題也咨詢過江鈴集團的工程師,之所以使用霍尼韋爾品牌的增壓器,,原因在于霍尼韋爾公司與江鈴集團的合作起源于商用車業(yè)務(wù)中的柴油發(fā)動機,,所以當(dāng)江鈴集團要布局汽油發(fā)動機時,自然也就想到了這個合作伙伴,。
據(jù)江鈴介紹,,由于使用了高氣動性排氣岐管設(shè)計,,使得1.5T發(fā)動機增壓特性接近福特2.0L-GTDI的雙流道增壓器的低速特性。
● 雙可變氣門正時
缸內(nèi)直噴技術(shù)類似,,雙可變氣門正時也能在動力輸出與油耗方面做出貢獻,。雙可變氣門正時技術(shù)的優(yōu)勢是可以通過大角度的進排氣門重疊角,利用新鮮空氣把燃燒廢氣清除出氣缸來提升燃燒效率和動力輸出,。
對此,,江鈴的工程師們在江鈴1.5T發(fā)動機中使用的是靜音正時鏈條,并依靠漲緊器來補償因磨損帶來的鏈條被拉長的問題,,并且在進行發(fā)動機1000小時耐久試驗后做了正時鏈條伸長的測量,,以保證長里程后的噪音問題。雖然采用了靜音設(shè)計,,但由于現(xiàn)在這臺1.5T發(fā)動機使用的是滾子鏈,,未來在鏈條形式上還有升級的空間。
在氣門正時部分不論是配氣結(jié)構(gòu)還是正時鏈條,,江鈴1.5T發(fā)動機都與福特1.5T發(fā)動機采用了完全不同的構(gòu)造,,通過拆解我們可以發(fā)現(xiàn)江鈴1.5T發(fā)動機在正時鏈條部分還有優(yōu)化的空間,。
● 可變排量機油泵
與福特1.5T發(fā)動機相同,,江鈴1.5T發(fā)動機也使用了可變排量機油泵,但是福特1.5T發(fā)動機使用的是一級排量可變,,而江鈴1.5T使用了兩級排量可變,,相較而言有更好的節(jié)油效果,并且與福特1.5T發(fā)動機機油泵和曲軸同軸布置不同,,江鈴1.5T發(fā)動機的機油泵安裝在油底殼內(nèi),。
● 機械/電子雙模式節(jié)溫器
在節(jié)溫器方面,江鈴1.5T發(fā)動機搭載的是機械/電子雙模式節(jié)溫器,,而福特1.5T發(fā)動機搭載的只是傳統(tǒng)的機械式節(jié)溫器,。
● 曲軸偏置
曲軸方面,江鈴1.5T發(fā)動機與福特1.5T發(fā)動機最大的不同在于,,江鈴1.5T發(fā)動機使用了曲軸偏置的設(shè)計。曲軸中心相較于活塞中心偏置了10mm的距離,。
● 如何避免燒機油
福特1.5T發(fā)動機缸體采用的是全鋁合金缸體,而江鈴1.5T發(fā)動機采用的則是鑄鐵缸體,,在缸體內(nèi)部,,福特1.5T發(fā)動機采用的是珩磨網(wǎng)紋,,而江鈴1.5T發(fā)動機采用的則是全國首創(chuàng)的螺傘滑珩。螺傘滑珩相較于傳統(tǒng)的珩磨網(wǎng)紋能提高儲油能力,,在降低摩擦的同時也能降低機油消耗,,根據(jù)江鈴集團的實驗數(shù)據(jù),,螺傘滑珩能降低約30%-40%的機油消耗量。
曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)是維持發(fā)動機內(nèi)部氣壓平衡的重要環(huán)節(jié),,在日常用車時,,如果系統(tǒng)內(nèi)部過臟(主要是油污),有可能造成內(nèi)部的堵塞,,進而造成內(nèi)部壓力失衡,。
從避免燒機油的措施來看,由于設(shè)計理念的不同,,理論上江鈴1.5T發(fā)動機相較于福特1.5T發(fā)動機在機油消耗方面會有明顯地改善,。
● 未來產(chǎn)品升級
目前江鈴的這款1.5T發(fā)動機將隨著馭勝S330的上市第一次走向市場,如果你覺得故事說到這里就結(jié)束了,,那肯定不會滿足。沒錯,,江鈴汽車在這款發(fā)動機上投入了很大的心血,,這款發(fā)動機也不僅僅只搭載在馭勝S330上,但故事的結(jié)局并非如此簡單,,與這款1.5T發(fā)動機同期開發(fā)的還有一臺排量為1.8L的發(fā)動機,,目前這款發(fā)動機的研發(fā)過程并未完全結(jié)束,但我們也能從紙面數(shù)據(jù)上對這款發(fā)動機擁有一些期待,。
江鈴1.8T發(fā)動機參數(shù) | |
項目 | 江鈴JX4G18 1.8T發(fā)動機 |
最大功率 | 190馬力(140kW)/5200-5500rpm |
最大扭矩 | 325�,!っ�/1750-3500rpm |
缸徑×行程 | 79mm × 90mm |
不僅如此,隨著排放法規(guī)日益的嚴(yán)苛,,發(fā)動機排放的降低肯定是車企需要面對的問題,,成熟的車企都會在推出一款發(fā)動機后進行后續(xù)的開發(fā),使得自己的產(chǎn)品在一定的時間內(nèi)在市場上都具有競爭力,。同樣的,,江鈴汽車這次也將這款1.5T發(fā)動機作為基礎(chǔ)型進行了后續(xù)的升級開發(fā),加入了一些新的技術(shù),。
江鈴1.5T發(fā)動機升級版參數(shù) | |
項目 | 江鈴JX4G15-UPG1 1.5T發(fā)動機升級版 |
最大功率 | 143馬力(105kW)/4500-5200rpm |
最大扭矩 | 225�,!っ�/1500-4000rpm |
缸徑×行程 | 79mm × 76mm |
● 改善進氣效率
據(jù)江鈴方面介紹,升級版本的江鈴1.5T發(fā)動機加入了米勒循環(huán),,但與常見米勒循環(huán)的工作原理延遲進氣門關(guān)閉時間不同,,江鈴1.5T發(fā)動機的進氣門改為提前關(guān)閉,。通過更改活塞頂部結(jié)構(gòu)將壓縮比由9.42變更為11.6,同時提前發(fā)動機進氣門的關(guān)閉時間,,當(dāng)發(fā)動機開始壓縮沖程時氣缸內(nèi)的空氣含量小于常規(guī)數(shù)值,,這樣就能實現(xiàn)較高的膨脹比,從而提高發(fā)動機的燃燒效率,。
● 改善廢氣循環(huán)效率
升級版本的江鈴1.5T發(fā)動機加入了EGR技術(shù),,EGR技術(shù)是指通過外設(shè)通道的方式進行廢氣再循環(huán),它將發(fā)動機排出的部分廢氣重新送入氣缸進行燃燒,,這樣可以降低尾氣中氮氧化物的含量,,同時還能提高燃燒效率。不過,,這項技術(shù)有個弊端,,因為發(fā)動機排氣溫度大概在700℃左右,如果將這樣的高溫混合氣引入氣缸后,,有可能造成爆燃現(xiàn)象,,使發(fā)動機的性能受到影響。所以EGR需要加裝冷卻裝置,,利用發(fā)動機冷卻水控制再次循環(huán)至氣缸的廢氣溫度,,這樣既能提高排放質(zhì)量,又能降低進入氣缸的混合氣溫度,。
米勒循環(huán)及EGR技術(shù)僅是目前能確定在升級版發(fā)動機上會使用的技術(shù)之一,,另外江鈴集團也在研究其他的一些能夠提高燃油經(jīng)濟性的熱門新技術(shù)在升級版發(fā)動機上應(yīng)用的可能性。
在研發(fā)一臺全新的發(fā)動機時,,車企都會在技術(shù)的前瞻性與開發(fā)的成本之間達到一個平衡,,所以在開發(fā)中有可能放棄比較前沿的成本較高的新技術(shù),轉(zhuǎn)而使用其他一些成本較低的成熟技術(shù)來替代以達到類似的效果,。例如,,在升級版的1.5T發(fā)動機上將使用雙VVT結(jié)合米勒循環(huán)與EGR技術(shù),考慮到此款發(fā)動機排量較小,,可以通過這三個技術(shù)的結(jié)合達到類似使用可變氣門升程技術(shù)和停缸技術(shù)的效果,,所以像大多數(shù)廠商一樣,江鈴汽車在發(fā)動機的研發(fā)上對新技術(shù)的選擇也會做出一定的取舍,。
全文總結(jié):
江鈴汽車通過這款與AVL合作研發(fā)的1.5T發(fā)動機,,使得自己的乘用車能夠擁有更小排量且性能處于主流水平的汽油發(fā)動機,也為江鈴汽車旗下的乘用車發(fā)力打下了基礎(chǔ),。但是在我看來,,這臺汽油發(fā)動機對江鈴汽車的更大意義則在于,通過與AVL的合作開發(fā),并參考福特公司的設(shè)計研發(fā)體系,,江鈴集團掌握了開發(fā)一套小排量汽油發(fā)動機的整個流程,,不僅如此,,這個流程還包含后續(xù)的系列開發(fā)及為了滿足排放法規(guī)的升級,,這些都是江鈴汽車之前所不具備的,也是通過這臺發(fā)動機得到的最寶貴的經(jīng)驗,。(圖/文/攝 汽車之家 苗帥)
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