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十佳发动机得主 长城1.5GDIT发动机技术解析

2018-06-14 16:41 作者: 麻凯

对于能源节约和环境保护的关注日渐升温,各国都在积极履行着节能减排这一世界义务。当然,汽车作为环境保护下的重点关注对象,减少汽车排量,提高尾气排放要求,使很多汽车厂商不得不放弃大排量汽车,而消费者也因更高的购置税将注意力转移到了小排量车型上。在更低的排量硬件基础上,得到更高的动力性与良好的油耗表现,而涡轮增压发动机刚好解决了排量与动力性上的矛盾,成为了如今这个时代背景下的主流。

因此,越来越多的车型开始搭载1.5T发动机,其也常常被车友们称为“黄金排量”。甚至可以说,如果哪家汽车厂商能拿出最为领先的1.5T发动机,那其产品力必然是不俗的。17年底,长城汽车推出了完全自主、代号为GW4B15的1.5GDIT直喷增压发动机,凭借完全自主开发的CVVL、缸盖集成排气歧管等主流技术,荣获“中国心”2017年度“十佳发动机”称号,可谓备受关注。

近日,笔者有幸收到了来自长城的邀请,亲自莅临保定长城汽车总部,见证了这台代号为GW4B15的1.5GDIT直喷增压发动机的拆解全过程。那么今天笔者就来聊一聊,这台长城全新1.5GDIT发动机所蕴含的“黑科技”。

全新平台不只是性能优越:

代号为GW4B15的全新发动机,不仅仅是升级那么简单,相比上一代GW4G15B发动机,代号上仅一个字母的差别,却有着本质上的区别。由长城完全自主研发的新1.5GDIT发动机,由原本的EG平台升级为EB,平台的革新让这台新的发动机,拥有了更加可观的参数,同时也融入了众多国内领先的技术亮点。

通过以上数据对比我们不难发现,全新的GW4B15发动机相比其上一代发动机,无论是功率还是扭矩都有了较大的提升,最大功率达到了124KW,而最大扭矩更是达到了285牛米,即便与国内主流的合资发动机相比也处于较高水准。

另外,全新的GW4B15发动机,在转速达1400rpm时就能达到最大扭矩280Nm,动力的涌现更加直接干脆,且最大扭矩能够维持到3000rpm,对于日常驾驶而言,这一转速区间是最为常用的,想必日常表现定是不俗,而长城方面宣称此发动机综合油耗仅6.8L/100km。

1.进气全可变气门升程技术:CVVL

长城全新的1.5GDIT发动机融合了众多的技术亮点,其中最大的亮点莫过由长城自主研发的CVVL进气全可变气门升程技术。要知道,国内市面上拥有可变气门升程技术的主机厂并不多,如宝马、日产和本田,虽然对该套系统的命名有所不同,但基本结构大致相同。本次,长城自主研发成果打破了国内汽车相关技术领域的空白,不仅一举拿下了几十项专利,更是在长城全新的1.5GDIT发动机上进行实际应用,实现了其发动机性能上的大飞跃。

长城自主研发的CVVL,即全可变气门升程技术,相比传统仅具备VVT(可变气门正时技术)的发动机,长城1.5GDIT CVVL发动机能够在气门开启时刻的可变控制基础上,对气门开启幅度实现精准的控制。该套技术的核心部件,包括CVVL控制电机、偏心轴等。发动机运转时,CVVL控制器会根据发动机实时工况精准的控制CVVL电机,其通过涡轮蜗杆驱动偏心轴转动。偏心轴的构造类似于凸轮轴,通过自身的旋转来对摇臂进行干预,得以实现不同的气门升程。

据工程师介绍,长城自主研发的CVVL进气全可变气门升程技术,能够使气门在最大升程8.64mm,以及最小升程0.8mm之间进行极为精准的控制,实现不同发动机工况下对进气量的实时调整,降低泵气损失。而得益于CVVL系统,长城全新的1.5GDIT发动机在燃油经济性上得到了大幅提升,在部分负荷工况下,通过采用小升程及提前小升程相位,最高可实现高达8.4%的油耗降低。

2.缸盖集成水冷排气歧管:

通常,排气歧管作为单独机构通过螺栓与发动机各个汽缸体相连将各缸废气集中。而长城1.5GDIT发动机采用了创新的缸盖集成水冷排气歧管,缸盖与排气歧管两个原本独立的机构被结合在一起,且集成在缸盖上的排气歧管与缸盖共用一套水冷冷却系统。

缸盖与排气歧管的巧妙结合,带来了诸多好处。首先,原本笨重的排气歧管与缸盖集成,节省了诸多部件的使用,不仅降低了成本,同时也在重量和体积上有所降低,实现了轻量化。其次,排气歧管与缸盖功用了一套水冷系统,流向涡轮的废气温度将会有所降低,为涡轮增压器提供了更加“温和”的工作温度,使涡轮增压器的寿命和工作稳定行得到了保障。此外,在冷车启动时,被废气加热的冷却液也会随着冷却液的循环而加热整个发动机,实现快速暖机,降低冷启动时的尾气排放。

3.悬吊式中置直喷喷油嘴:

缸内直喷技术是当下涡轮增压发动机的主流,能够在降低油耗的同时增加压缩比提升一定功率。但这项技术也成为了此前本田1.5T发动机机油增多的诱因之一,因为缸内直喷发动机大多采用侧置喷油器,极有可能将燃油喷射至气缸壁造成“湿壁”,对机油造成稀释。而长城新的1.5GDIT发动机的悬吊式中置直喷喷油嘴就良好的杜绝了这一问题出现的可能。

长城1.5GDIT发动机所采用的悬吊式中置直喷喷油嘴,除了有效的解决的机油稀释的风险以外,还采用了更高的喷油压力,高达200bar的燃油喷射压力,使燃油的雾化效果更好,从而使得燃油可以更加充分的燃烧。

可能大家在日常驾驶车辆时,时常能够听到发动机舱内传来“哒哒哒”的噪音,这正是直喷发动机机舱内高压油泵所产生的噪音,对驾驶感受有着一定负面影响。而长城对于发动机的NVH表现极为重视。高压油泵以及高压油轨均覆盖了较厚的隔音棉,抑制噪音的传播。同时,喷油嘴与缸盖之间被特别设计为非硬性接触,切断了噪音传递路径,降低喷油器工作噪音。

4.电控增压器:

长城1.5GDIT发动机采用了博士、马勒合资公司所提供的涡轮增压器。同样,为了提高NVH表现减少涡轮工作时的噪音,他们采用了8个大叶片的全叶型压叶轮设计,规避增压器BPF噪音。同时,全新的高效率涡轮设计,提升了涡轮流通能力。除此之外,废气旁通阀经由ECU控制,相比传统机械式结构反应速度更快,同时对旁通阀度控制也更加精准,有利于控制涡轮增压器在各种工况下的工作状态。

5.可变排量机油泵:

机油对于发动机的作用来说是极其重要的,如同人的血管一般几乎遍布了整个发动机。而机油泵正如心脏一般将机油送至发动机所需要的任何地方。通常,机油泵的动力来源是发动机的转动,发动机转速越高机油泵运转速度越快,则机油泵泵油量更大。而当发动机转速较低时,则有可能导致机油泵的泵油量不足,引起发动机润滑不足。

而长城1.5GDIT发动机采用了可变排量机油泵,能够通过电磁阀对机油泵实现精准智能的调控,实现高低压两档模式切换。当发动机低转速运转时,机油泵将采用大排量模式,保证发动机得到充分的润滑;而当发动机高转速运转时,又会开启低压模式,减少机油泵所需的驱动功率,从而减少机油消耗,长城宣称能够降低燃油消耗2-3%。

6.缸体缸盖独立冷却:

通常采用水冷的发动机,其冷却液大多先流经缸体吸收部分热量后再流经缸盖对缸盖进行降温,但如此一来,缸盖的温度就会高于缸体。但是根据发动机的运转特性,我们更希望缸体能有更高的温度来减少部件之间的摩擦获得更好的动力;而缸盖温度应该相对低一些,来减少爆震现象的产生。为此,长城在1.5GDIT发动机的冷却系统上进行了大胆的尝试,采用了双节温器的设计,实现了缸盖与缸体的分层冷却。

7.静音链条系统:

长城对于发动机的NVH把控及其严格,任何一个机构都会在抑制噪音方面花足功夫。而为发动机提供气门正时、机油泵动力等的正时链条正是发动机一大噪音来源。为此,长城1.5GDIT发动机采用了小节距的静音链条,更小的节距设计,使金属链条与齿轮啮合时更加柔和、冲击小,有效降低噪音。另外,在正时齿轮上他们也进行了巧妙的优化,齿轮上每个齿形的尺寸都有细微差别,能够打散阶次噪音,提升NVH表现。

写在最后:

经过对长城代号为GW4B15发动机的全面了解,令笔者十分振奋,全新平台下的1.5GDIT发动机无论是从参数还是技术,都已经显示出了长城在动力总成上的研发已经与国际水平接轨。当然,硬件水准的快速发展,同样需要软件调校方面的快速跟进。目前,长城新的1.5GDIT发动机已经搭载在长城全新哈弗H6上。

相关标签: 1.5T 发动机 长城
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