[汽車(chē)之家 發(fā)動(dòng)機(jī)拆解]  春節(jié)復(fù)工之后,，我們?cè)苎麃?lái)到北京汽車(chē)產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地，與魔方的設(shè)計(jì)師一起聊了聊關(guān)于新車(chē)內(nèi)外飾的設(shè)計(jì)理念（點(diǎn)擊回看）；這一次我們?cè)俣仁苎麃?lái)到了北京汽車(chē)動(dòng)力總成研發(fā)基地，并現(xiàn)場(chǎng)拆解了魔方的“心臟”——1.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),，據(jù)悉這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不僅擁有VGT增壓技術(shù)，而且還有多項(xiàng)降噪減磨的黑科技,，那么咱們廢話(huà)不多說(shuō),，解讀開(kāi)始。

　　此外,，全新的發(fā)動(dòng)機(jī)還入選了2021年度“中國(guó)心”十佳發(fā)動(dòng)機(jī),，這也標(biāo)志著北京汽車(chē)全新一代發(fā)動(dòng)機(jī)成功躋身行業(yè)前列，下面我們將這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的亮點(diǎn)進(jìn)行拆分,，來(lái)為大家詳細(xì)解析。

★ 米勒循環(huán)

　　發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)源在于把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,，通常來(lái)看,，發(fā)動(dòng)機(jī)要在排氣、冷卻系統(tǒng)以及克服摩擦方面消耗約60%左右的熱能,，剩下的能量才用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,，而剩下的能量越多則越省油，這部分能量也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率,。

【左為米勒循環(huán),，右為奧拓循環(huán)】

　　魔方1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣階段采用提前關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)的方案，也就是說(shuō)在進(jìn)氣階段活塞還未運(yùn)行至下止點(diǎn),，但進(jìn)氣門(mén)已經(jīng)關(guān)閉,，使空氣的進(jìn)入量少于正常量，因此進(jìn)氣行程也就截止到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置，受其影響,，下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置（略高于下止點(diǎn)）到上止點(diǎn),，但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過(guò)程，并且燃燒轉(zhuǎn)換出來(lái)的為有效功,，也就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比,，燃燒效率自然就高了。

　　現(xiàn)在也有不少?gòu)S商宣傳的米勒循環(huán)（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)稱(chēng)之為阿特金森循環(huán)）是在可燃混合氣的壓縮階段,，通過(guò)延后進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉的時(shí)間,，可以使氣缸內(nèi)的混合氣體再排出去一部分，讓實(shí)際的壓縮行程從活塞下止點(diǎn)上面一些才開(kāi)始,，同樣也能實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比,。

　　其實(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能量的，短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在這一階段的能量損失,，同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí),，可燃混合氣溫度也更低，能夠有效抑制爆震的發(fā)生,，而且更長(zhǎng)的做功行程還能讓可燃混合氣燃燒的更加充分,。

★ Masking技術(shù)與350Bar高壓燃油噴射系統(tǒng)

　　Masking技術(shù)是一種擾動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣氣流,，改變發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)氣流的流動(dòng)情況,，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能的一種缸蓋設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　那么發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為什么如此追求滾流比呢,？實(shí)驗(yàn)表明,，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)滾流強(qiáng)度的增加，能夠更好地組織氣流在缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng),，霧化效果更好,，可燃混合氣更加均勻，同時(shí)也能更好的控制火焰的形成與擴(kuò)張,，說(shuō)白了就是能夠?qū)崿F(xiàn)更好的燃燒,。

　　這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬M、本田地球夢(mèng),、大眾全新1.5T也都在使用,，自主品牌除北京汽車(chē)外，如比亞迪,、吉利,、長(zhǎng)城以及長(zhǎng)安等品牌也均有配備。

　　在抑制濕壁方面,，中置直噴更有優(yōu)勢(shì),，噴射出的燃油是豎直向下的,，而側(cè)置直噴則與滾流的方向相同，更容易產(chǎn)生濕壁效應(yīng),。同時(shí)更靠近火花塞的噴油方式讓點(diǎn)火可靠性相對(duì)更高,，有利于冷啟動(dòng)暖機(jī)和混合氣體分層。

★ VGT渦輪技術(shù)

　　由于渦輪本身具備一定的質(zhì)量,，想要獲得增壓效果,，必須要有足夠的廢氣來(lái)推動(dòng)渦輪葉片，因此渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出不可避免都會(huì)出現(xiàn)遲滯性,，除電動(dòng)渦輪外,，各家廠(chǎng)商只能通過(guò)不斷優(yōu)化來(lái)盡可能減少渦輪遲滯。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),，會(huì)有大量的廢氣涌入渦輪中,，會(huì)使渦輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓，限制發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率,，同時(shí)也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出上限,。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)廢氣流量大,、排氣背壓小的問(wèn)題,，渦輪也能得到動(dòng)力從而更好地工作，發(fā)動(dòng)機(jī)出力也會(huì)更加得心應(yīng)手,。

　　綜合以上也可以理解為渦輪越小,，響應(yīng)性越好，但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想,；渦輪越大,，響應(yīng)性越差，遲滯也就越明顯,。

　　其實(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī)，從VGT的選材和布置來(lái)說(shuō),，都要更加容易,。

　　VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料，通過(guò)在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片,，從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)效果,，保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果,。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候,，導(dǎo)流葉片打開(kāi)的角度較小，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,，從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),，有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象,。

　　與當(dāng)下增壓車(chē)型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計(jì)類(lèi)似，VGT其實(shí)也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式,，也有的廠(chǎng)商將其稱(chēng)為VNT,，曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時(shí)捷等品牌,，當(dāng)下除魔方外,，長(zhǎng)城汽車(chē)也有使用。

★ VVT可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)

　　來(lái)自進(jìn)氣和排氣凸輪軸提前或延遲側(cè)油道的機(jī)油壓力使VVT控制器的葉片沿圓周方向旋轉(zhuǎn),，以持續(xù)改變進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)正時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí),，鎖銷(xiāo)將進(jìn)氣凸輪軸鎖止至最大延遲端,，排氣凸輪軸鎖止至最大提前端，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng),。

★ 缸體,、缸蓋分層冷卻設(shè)計(jì)（快速暖機(jī)）

　　據(jù)北京汽車(chē)官方介紹，這套分層冷卻系統(tǒng)可以讓車(chē)輛在冬天4分鐘內(nèi)吹出熱風(fēng),，不僅結(jié)構(gòu)更加緊湊,，而且還能降低約1.36%的燃油消耗。

★ 可變排量機(jī)油泵

　　機(jī)油泵是發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的心臟,，它從油底殼提取機(jī)油,，向整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件持續(xù)提供壓力潤(rùn)滑油。一般來(lái)說(shuō),，如果供油量不足會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)部件磨損,；但如果一直保持高效供油勢(shì)必會(huì)多消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，這就需要可變排量機(jī)油泵了,。

　　定子與油泵外壁間有兩個(gè)油腔（A和B）,，A腔引入經(jīng)過(guò)濾清器的主油路油壓，此時(shí)B腔就會(huì)受到電磁閥控制,，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)將電磁閥打開(kāi)時(shí),，主油路的油壓將作用在B腔，此時(shí)會(huì)使轉(zhuǎn)子的偏心度降低,，排量也就隨之變小,，動(dòng)力消耗也就降低了，據(jù)工程師介紹,，可變排量機(jī)油泵能夠減少約1%-2%的油耗,。

★ 為降低油耗“不擇手段”的極限減磨

　　油封與軸頸貼合部位的潤(rùn)滑油膜隨著曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦油膜碰到油封螺旋槽,，將會(huì)受到螺旋斜面的作用而產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的作用力,，此力就會(huì)將欲外流的液體介質(zhì)壓回儲(chǔ)油端,；而聚四氟乙烯材質(zhì)的摩擦系數(shù)約為氟橡膠油封的1/40，動(dòng)摩擦扭矩比彈簧油封降低60%-70%,。

　　曲軸偏置可以使連桿更接近于垂直狀態(tài),，燃燒產(chǎn)生的力將更多作用于曲軸，據(jù)北京汽車(chē)官方透露,，通過(guò)該技術(shù)可以使曲軸單個(gè)循環(huán)內(nèi)摩擦功損失平均降低約3.1W,。

★ 為NVH“不擇手段”的極限降噪

　　除此以外，魔方全車(chē)的密封條以及墊片等均進(jìn)行了加厚處理,，北京汽車(chē)官方稱(chēng)怠速噪聲為57.5dB,，大概和我們正常交流的聲音大小差不多。

★ 全文總結(jié)

　　魔方是一臺(tái)針對(duì)年輕消費(fèi)群體而誕生的緊湊型SUV,，它不僅擁有時(shí)尚潮流的外觀(guān),，同時(shí)也有著不錯(cuò)的科技豪華氛圍，但僅有這些還不足以打動(dòng)年輕消費(fèi)者們?yōu)槠滟I(mǎi)單,。通過(guò)本次的發(fā)動(dòng)機(jī)拆解,，我們又深入了解了魔方的“心”，而這顆心也同樣集黑科技于一身,。據(jù)悉,，魔方或?qū)⒂诒驹抡缴鲜校A(yù)售價(jià)為11-15萬(wàn)元,，那么對(duì)于這樣一臺(tái)內(nèi)外兼修的時(shí)尚小車(chē),，你準(zhǔn)備好了嗎？（圖/文 汽車(chē)之家 鄭晨）