媒体报道  |  2018-10-17

首搭载于传祺GS5 拆广汽1.5T GDI发动机

文章来源:汽车之家

喜欢新事物是人的天性,全新GS5这样的重点新车你肯定不会错过。但很抱歉,新车还没上市,就连试驾报道也还没见着,但没关系,我们可以先来看看,全新GS5上的全新1.5T GDI发动机,到底有多少能耐。


发动机基本信息


我们注意到广汽这台全新的1.5T GDI发动机的缸径/行程比是变小了的,这种倾向于长行程的改变有助于发动机扭矩的提升,使发动机在低转速时有更好的反应。


 

但是通过对上表三款发动机的动力参数比对,我们可以直观地看出——同样是1.5T的发动机,各家的调教不尽相同,所爆发出的最大功率/扭矩是不同的,就拿最大马力来说:本田177Ps>传祺171Ps>长城169Ps,但最大扭矩却是反过来了:长城285N·m>传祺265N·m>本田220N·m。传祺在这次“挑战”中自我定位就相当明确,动力参数的设定没有一味往高的调,而是在保证功率和扭矩的前提下,把最大功率的输出转速往下调、拉大峰值扭矩的输出转速区间。


当然了,传祺1.5T GDI发动机作为整车的“三大件”之一,是众多消费者在购车前所考虑的一个重要因素,这次的拆解更多是为了帮助消费者理清楚广汽这款1.5T GDI发动机的优缺点、AB面:2019款传祺GS5这台1.5TG DI与GS4那台1.5T发动机有什么区别(亮点)? 这些亮点能带来哪些增益?


● 广汽这台1.5T GDI较之前的1.5T多了哪些亮点?


亮点一:由歧管喷射改为缸内直喷


首先,这台1.5T GDI与GS4那台1.5T发动机最大的区别体现在名字上——GDI(Gasoline Direct Injection,也就是我们常说的缸内直喷),喷油系统由原来的歧管喷射改为缸内直喷所带来最直接的好处就是发动机动力性能得到提升及相对减少尾气中的有害气体。而且我们知道,国内的一线城市很快就要执行更加严苛的国六排放标准了,广汽作为一家车企肯定是要走在政策的前面,因此这款发动机采用缸内直喷技术也算是为了达到国六排放标准。



值得一提的是,“国六”是指国家对汽车尾气排放的一项政策标准,“国六”排放标准实施后将分“国六a”和“国六b”两个阶段,分别于2020年7月1日和2023年7月1日开始执行,在部分排放标准上,“国六b”要比“国六a”严格1倍多。)



值得一提的是,在涡轮增压器的帮助下,更高的压缩比意味着发动机的效率更高、能提升更多的动力性能、并且更省油等,毕竟直喷发动机的工作特点是将燃油直接喷入气缸,利用缸内气流和活塞表面的燃油实现更好的雾化效果。



直喷发动机在工作的均匀性及全负荷下的性能方面都有较好的表现,甚至冷车工作不稳定性问题也有了显著的改善。当然了,事物是两面性的,发动机在享受高压缩比带来动力提升的同时,对高压油轨固定问题、供油系统的燃油泵供油压力大小也是一个考验。



直喷发动机在喷油时的“哒哒哒”声响,一直是发动机NVH工程师头疼的一个问题,我们这次在广汽1.5T GDI上能看到了他们的解决方案:





当发动机运转在压缩行程的时候,气缸内的压力是非常大的。这对于缸内直喷发动机来说,普通的燃油泵就无法满足需求了。缸内直喷发动机的另一个重要特征就是燃油泵的供油压力非常高,这样才能将汽油有效的喷射到高压的燃烧室内。



由于汽油的燃烧特性,普通发动机的压缩比往往不能设计的太高,否则就很容易产生爆震,因此大多数直喷发动机都会将喷油过程分两个阶段,也就是两次喷油。而广汽1.5T GDI发动机在喷油上做了一个小突破——在“高负荷低转速”这个特定工况下采用“每循环三次喷射”的策略(可以理解为仅车辆起步工况下每循环三次喷油,其他工况依旧是两次喷油):第一阶段的预喷油(发生在进气冲程、曲轴转角约在360°~180°CA之间)能在汽油挥发的作用下带走大量缸内热量,降低气缸温度,一来实现更低的点火角,二来能够有效抑制爆震的机率、保证稳定燃烧。第二、三次主喷油(发生在压缩冲程末、做功冲程前,曲轴转角约在0°CA之前)能带来更高的排气温度,加速三元催化器的起燃,优势是做到起步迅速、降低发动机的排放、满足国六b排放标准,降低油耗。


亮点二:改用更低惯量的废气涡轮增压器


虽说涡轮增压技术并不是一种崭新的技术,但在小排量发动机上运用涡轮增压技术却是如今主流的发展方向。得益于对涡轮叶片的巧妙设计,使得这个由博格华纳提供的低惯量废气涡轮增压器既能兼顾高速高功率又能兼顾低速大扭矩。



亮点三:三元催化器加入了更多的贵金属


工程师为了让1.5T GDI发动机排出的尾气满足国六b排放法规,在尾气净化处理上做了不少努力,最大的亮点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贵金属,从而把起燃温度降低到270℃,这个270℃是一个什么样的概念?我举个例子给大家参考一下:一般国五标准的三元催化器起燃温度为400℃,二者相差130℃。



笔者在这里打趣地说一句:一台能够满足国六b排放法规的发动机所排出来的尾气,应该比不少城市的空气还要洁净吧?那样的发动机像不像是一台行走的“空气净化器”?


● 广汽1.5TG DI发动机拆解


“光说不练假把式,光练不说傻把式,连说带练全把式。”前面我们为大家理清楚了搭载在GS5/GM6上的这台4A15J1 1.5T GDI发动机的亮点,下面我们就来对发动机实物进行彻底的拆解,按2大机构5大系统(曲柄连杆机构、配气机构,燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系)的分类,进一步通过实物去深入认识它吧。



供油/点火系统:


燃油供给系统在前文的亮点介绍中已经给大家剖析过了,这里不做重复赘述,接下来我们着重聊聊点火系统。


集成凸轮轴的气门室盖:


传统的气门室盖功能单一,材质一般采用树脂或铝合金,功能多用作密封。在气门室盖设计方面,广汽1.5T GDI发动机与大众1.4T EA211发动机有些相似,同样把凸轮轴集成在气门室盖之上。但与大众1.4T EA211发动机(凸轮轴不能拆卸、没有凸轮轴盖)不同的是,广汽传祺1.5T GDI发动机的凸轮轴是带有凸轮轴盖的,并且其凸轮轴的保持座的强度比起1.3T的有所提高。



广汽1.5T GDI发动机的供油/点火系统与主流缸内直喷涡轮增压汽油发动机并无太大区别。其采用的铱铂金火花塞寿命要比普通镍合金火花塞更长。该发动机的气门室盖集成了凸轮轴盖,凸轮轴通过凸轮轴盖安装到气门室盖之上,可以单独更换气门室盖或凸轮轴。


气门正时系统/进气歧管:


广汽1.5T GDI发动机采用了DVVT(进排气双可变气门正时系统),能够单独对进排气门的相位进行调整。也就是说,发动机管理系统能够根据发动机工况,通过调整进排气门的相位来提前/延后进排气门的开闭时间,从而提升发动机的进排气效率。


GCCS燃烧室控制系统:


  广汽1.3T发动机采用了GCCS(Gasoline Combustion Control System)燃烧室控制系统。该系统是广汽自主研发的一套全新燃烧室控制系统。它包括了能够产生高滚流混合气的进气道和燃烧室,以及相应的发动机管理软件。该系统能够提升发动机的燃烧效率并降低燃油消耗率。



4-1结构排气歧管/低惯量废气涡轮:


  广汽1.5T GDI发动机的排气歧管采用4-1结构,气缸盖上分别对应四个气缸的排气口通过排气歧管汇集到一根排气管。而低惯量废气涡轮增压器在前文的亮点介绍中已经给大家剖析过了,这里不做重复赘述。


机械式水泵:


  广汽1.5T GDI发动机采用的是机械式水泵。机械式水泵由皮带通过皮带轮带动,水泵的叶片驱动冷却液在发动机内部与散热器之间循环流动。大众1.4T EA211发动机及宝马1.6T N13B16A发动机采用的均为机械式水泵。在这里顺便和大家提一下“电子水泵”,随着越来越多的新技术运用到发动机上,常规的水泵冷却渐渐无法满足发动机对温度精准的控制需求,电子水泵毫无疑问会是发动机冷却系统未来的一个发展方向,电子水泵通过带动冷却水循环,带走发动机增压后的气体和增压器本身的热量,确保增压后的气体温度在合理的范围内,同时保护增压器的温度不会超过限值要求。


采用与GS8相同的油气分离器:


  发动机工作时,燃烧室内的高温高压气体会通过活塞环间隙窜入曲轴箱。为了保证曲轴箱内部的压力平衡,就需要在发动机上设置曲轴箱通风装置对曲轴箱内气体进行引导。来自于曲轴箱的气体夹杂有机油成分。为了分离出气体中的机油,并把机油重新导流至发动机润滑系统,便需要一个称作“油气分离器”的装置。广汽1.5T GDI发动机在气门罩盖上设置了一个自主研发的油气分离器总成。该总成内部带有粗分离和细分离两部分结构。


摩擦更低的气门驱动机构:


  广汽1.5T GDI发动机是一款顶置双凸轮轴16气门发动机。气门驱动机构采用的是滚子摇臂式结构。相比气门顶筒式结构,滚子摇臂利用滚动摩擦取代滑动摩擦,能够降低了发动机的内部摩擦。


更节能的变排量机油泵:


广汽1.5T GDI发动机采用的是皮尔博格电控式可变排量机油泵,与传统的定排量机油泵相比,1.5T GDI发动机这个电控式二级可调变排量机油泵的大约在1600-1700rpm的时候介入,使得发动机在NEDC循环中节省油耗约2.5%。


广汽1.5T GDI发动机的油气分离器安装在气门室盖之上,内部具有粗分离和细分离结构;气门驱动装置采用的是摩擦更低的滚子摇臂结构。该发动机采用了电控式可变排量机油泵,驱动机油泵的链条为工作更安静、摩擦更低的静音链条。


铝合金油泥挡板


位于曲轴下方的油泥挡板,它的作用是防止车辆颠簸时候的油面震荡。这块挡板除了有利于机油中的杂质沉淀,还在一定程度上加强了缸体的强度。


锻造曲轴/轻量化活塞与连杆


曲柄连杆机构是发动机中的主要运动机构,其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力矩转变为曲轴对外输出的扭矩,以驱动汽车车轮转动。为了降低发动机做功行程时活塞下行阻力,广汽1.5T GDI发动机采用了曲轴偏置设计。



编辑总结:


  这款发动机上采用的很多技术都是市场上主流发动机所采用的一些成熟技术,在一定程度上提升发动机的运转效率和性能,如低惯量涡轮、DVVT、变排量油泵、滚子摇臂等。在一些技术细节上,我们可以看到广汽工程师对产品性能的执着,如自主研发的油气分离器、铝合金油泥挡板、轻量化活塞/连杆、锻造曲轴等。首款搭载该发动机的传祺全新GS5即将开售,究竟这款全新的1.5T GDI发动机能为GS5带了怎样的动力性能表现呢?敬请期待~