上汽NSE Major 1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)解析:不僅是阿特金森循環(huán)
一周前,SAIC公布了旗下首款小型SUV——名爵ZS(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)的動(dòng)力總成方案,將分別搭載1.0T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
對(duì)于參數(shù)亮眼、話題感強(qiáng)的1.0T增壓發(fā)動(dòng)機(jī),我們之前已經(jīng)做了詳細(xì)介紹(見:SAIC SGE 16T發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)分析);相比之下,這款1.5L自吸發(fā)動(dòng)機(jī)是黯然失色甘當(dāng)綠葉,還是也有特別能讓人驚喜的地方?
眾所周知,MG3、榮威350(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)等車型都搭載了1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然動(dòng)力表現(xiàn)平淡,但足夠成熟可靠。
這是MG ZS搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)嗎?首先可以明確的是,答案不是這樣!
名爵ZS上的1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)與老款發(fā)動(dòng)機(jī)有一定的繼承關(guān)系,但大量零部件進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有了很大的改進(jìn)和優(yōu)化。
在技術(shù)層面上,它最大的亮點(diǎn)是可以在奧拓(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)循環(huán)和阿特金森循環(huán)之間切換,不僅可以實(shí)現(xiàn)更好的油耗表現(xiàn),還可以大幅提升其動(dòng)力輸出水平。
雙可變氣門正時(shí)實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)
[奧托循環(huán)氣體分布圖]
[阿特金森循環(huán)氣體分布圖]
實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)的關(guān)鍵是在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程中延遲進(jìn)氣門的關(guān)閉,使膨脹比大于壓縮比,做功沖程大于壓縮沖程,從而提高燃料的燃燒效率。
顯然,氣門開閉時(shí)間的控制已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。再者,可變氣門正時(shí)是實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)的硬件基礎(chǔ)。
和之前在1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)上看到的一樣,這款1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)也有進(jìn)排氣雙可變氣門正時(shí)技術(shù)。但為了實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán),其進(jìn)氣門相位器的最大調(diào)節(jié)角度達(dá)到70度,因此具有延遲進(jìn)氣門關(guān)閉的能力。
難得的是,在此基礎(chǔ)上,SAIC還對(duì)排氣門進(jìn)行了“篡改”,排氣門相位調(diào)節(jié)器的最大調(diào)節(jié)角度也提高到了60度,實(shí)現(xiàn)了排氣門在做功沖程中的延遲關(guān)閉;這樣做的目的是充分利用氣缸內(nèi)高壓廢氣的推力,獲得更長(zhǎng)的工作行程,進(jìn)一步提高燃燒效率。
低摩擦設(shè)計(jì)
如前所述,實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)的目的是提高燃料的燃燒效率,但降低油耗的手段并不僅限于此;減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能量損失也非常重要。這臺(tái)新的1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)采用了一系列低摩擦設(shè)計(jì)。
缸內(nèi)壁呈現(xiàn)特殊的紋路,是珩磨工藝的痕跡。這種工藝使氣缸內(nèi)壁具有更好的光滑度和壁面留油量,對(duì)減少磨合期,提高潤(rùn)滑效果有積極的影響?;钊共繃娡緿LC涂層,進(jìn)一步降低摩擦系數(shù)。
說到潤(rùn)滑,就不能不提到機(jī)油,還要提到發(fā)動(dòng)機(jī)的油路設(shè)計(jì)。在這方面,這款新引擎也進(jìn)行了優(yōu)化;以潤(rùn)滑要求最高的曲軸為例。在曲軸軸頸和主軸承座上可以看到終端油孔,以便向曲軸供油和潤(rùn)滑。
優(yōu)化的缸內(nèi)滾流和進(jìn)排氣設(shè)計(jì)
活塞頂部采用特殊的凹面設(shè)計(jì)和鏡面處理,通過形成混合氣均勻的滾流,以促進(jìn)缸內(nèi)氣體流動(dòng),提高燃燒效率,提高燃燒穩(wěn)定性。
進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度較長(zhǎng),有明顯的彎曲,有助于提升立管內(nèi)背壓,輔助低速進(jìn)氣;樹脂的應(yīng)用不僅可以減輕重量,還可以使內(nèi)壁更加光滑,有助于降低進(jìn)氣阻力。為了節(jié)省空,節(jié)氣門設(shè)置在進(jìn)氣歧管的凹面區(qū)域。
排氣歧管也采用了長(zhǎng)歧管的設(shè)計(jì),依然注重提高低速時(shí)的排氣效率;氣缸1、氣缸4和氣缸2、氣缸3的歧管首先合并成一個(gè)。這種設(shè)計(jì)是為了阻斷相鄰兩個(gè)氣缸的歧管在點(diǎn)火正時(shí)上的連通,從而避免廢氣的干擾,造成廢氣殘留。
輕量化設(shè)計(jì)、技術(shù)選擇和成本考慮
在介紹1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),全鋁缸蓋、缸體、中缸直噴、缸蓋集成排氣歧管、可變排量機(jī)油泵等技術(shù)向我們展示了SAIC的技術(shù)實(shí)力。
但是這臺(tái)1.5L的發(fā)動(dòng)機(jī),氣門蓋和進(jìn)氣歧管是復(fù)合材料的,缸體是鑄鐵的。更傳統(tǒng)的歧管噴射和皮帶驅(qū)動(dòng)的機(jī)械油泵更為常規(guī)。
但在名爵ZS的兩種動(dòng)力中,1.0T配6AT,1.5L配4AT和5MT,并且考慮到兩者在動(dòng)力參數(shù)上的差異,1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)在ZS顯然是更低級(jí)的動(dòng)力選擇。在這種背景下,為了更低的成本和更高的可靠性,適當(dāng)放棄一些先進(jìn)技術(shù)是可以接受的,也是可靠的。
摘要
SAIC的1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用了阿特金森循環(huán),這在中國品牌中極為少見,對(duì)于提高燃燒效率非常積極。更難得的是,通過優(yōu)化的低摩擦設(shè)計(jì)、進(jìn)排氣設(shè)計(jì)、制造工藝的改進(jìn)以及重新調(diào)校,動(dòng)力輸出也有了明顯的提升。最大功率88KW,峰值扭矩150n·M,在同排量競(jìng)品車型中處于中上水平。
就紙面而言,這款發(fā)動(dòng)機(jī)有可能實(shí)現(xiàn)油耗和動(dòng)力的雙向提升,這也讓我期待未來能盡快接觸實(shí)車,看看它的實(shí)際動(dòng)力表現(xiàn)和輸出特性是否如我們預(yù)期的那樣令人驚喜。
至于即將上市的名爵ZS車型,渦輪增壓和自然吸氣兩種不同的動(dòng)力也讓消費(fèi)者有了更廣泛的選擇,無論是對(duì)產(chǎn)品未來的市場(chǎng)前景,還是對(duì)消費(fèi)者不同需求的滿足,都算是一種潛在的利好。
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