长城1.5T发动机拆解

在当今节能减排的趋势下，传统大排量自然吸气发动机已经难以跟上时代的步伐，而涡轮增压技术则可以在满足动力性的需求上，做到更低的排放和油耗水平。但是这项技术也有着魔鬼与天使的双重性格，在充分榨取发动机性能的同时，也会带来爆震、冷却、润滑等一系列问题，一一攻克这些难题对于讲求耐用、平稳的民用量产发动机来说至关重要。长城1.5T发动机是目前自主品牌中为数不多的涡轮增压发动机，自主品牌所推出的新技术或者新产品，消费者往往会抱着一种令人欢喜令人忧的情感。首先我们太希望自主品牌可以打破国外厂商的技术封锁，在先进的汽车技术领域占有一席之地。不过在正视理想与现实的落差后，消费者也不免怀疑自主品牌的技术和产品在质量上是否过关。那么我们就摘掉有色眼镜，怀揣着一颗平常心，去仔细瞅瞅这台1.5T发动机。长城1.5T发动机与自家型号为GW4G15的1.5L自然吸气发动机有着深厚的渊源，1.5T发动机也可以看成是在GW4G15的基础上，通过升级而产出的一个“变种”。而这些改造工作也都是围绕着涡轮增压器进行的，因为它实在是一个“不安分”的家伙。●涡轮增压器采用日本三菱的技术小涡轮提升动力响应涡轮增压器将更多的新鲜空气强制压入气缸，突破了传统自然吸气发动机在进气效率上的瓶颈。但是如何对涡轮增压器进行冷却润滑、抑制发动机的爆震、降低机体的热负荷等等都是摆在技术人员面前，足够棘手的难题。这台涡轮增压器来自上海菱重，采用了日本三菱公司的技术。为了减小涡轮增压器的迟滞效应，它采用了小涡轮的设计，更小的转动惯量，可以使其在发动机1500rpm时就介入工作。涡轮增压器的正常工作转速在每分钟十几万转，并时时接受高达900度的排气浪潮的冲击，在如此恶劣的工作环境下，涡轮需要强有力的冷却和润滑系统作为后勤保障。●机油和冷却液分别为涡轮增压器提供润滑和冷却从缸体引出的机油和冷却液管路流经涡轮增压器，对其进行润滑和冷却后，重新回到缸体内部参与正常的循环。涡轮增压器没有单独设计冷却系统，也就是说在发动机熄火后，机油和冷却液也就无法再对其进行冷却。长城1.5T发动机的排气歧管十分特别，废气从排气门排除后几乎直接汇聚到涡轮增压的涡轮侧，这使得发动机的结构更加紧凑，同时废气可以更快的到达三元催化器来为其加温，使其在冷车条件下，尽快达到工作温度。●节气门和进气歧管集成在一起铝合金进气歧管为新鲜空气提供散热空气在经过涡轮增压器叶轮的搅动以及受到增压器自身温度的影响，增压后的空气温度往往可以超过100度，较高的进气温度一是会导致空气密度的降低从而影响进气效率，二是较高的进气温度也更容易使发动机产生爆震，因此对增压后的空气进行冷却是十分必要的。长城1.5T的中冷装置采用风冷的形式，相比采用水冷的中冷装置它的成本更低，制造工艺也简单，降低了发生故障的风险。压缩后的高温空气在经过中冷器后，温度可以降到50多度。1.5T发动机的进气歧管采用了铝合金材质，虽然重量上会有所增加，但是却可以为增压空气提供更好的冷却效果。●采用与长城1.5L自然吸气发动机相同的VVT系统涡轮增压器上的排气泄压阀，主要用来限制涡轮的增压值，在达到设定的增压值后，废气不再流经涡轮而直接从泄压阀排出。这有点像将长江的洪水分洪到各个江河湖泊中，以减轻长江流域的压力。这个泄压阀由电磁阀控制，而此电磁阀采用占空比的控制方式，它的特性会导致阀门高频率的开启和关闭，从而产生噪音，为此在电磁阀后端引入一个稳压腔来稳定电磁阀的控制信号。更多的空气被压入气缸后，自然就需要更多的燃料与之相匹配。长城1.5T发动机的供油系统并没有什么特殊的设计，供油轨和喷油器全部由BOSCH提供，但是喷油器在单位时间内的喷油量被加大了，目的是保证在合理的喷油时间内提供足够的燃料。●通过调低压缩比来抑制发动机的爆震涡轮增压器的加入，所带来的一个最大的问题就是爆震，解决它最主要的一个手段就是降低发动机的压缩比。长城1.5T的缸径和冲程以及燃烧室的容积与自家的1.5L自然吸气发动机完全相同，那么要想改变压缩比，只能拿活塞“下手”。安装于缸体上的爆震传感器也会及时将发生爆震的信号传递给发动机电脑，然后由它做出缩小点火提前角（推迟点火）等指令来控制发动机的爆震。●对发动机进行全方位的冷却润滑降低机体热负荷涡轮增压器的引入会导致发动机整体的热负荷加大，因此对涡轮的冷却和润滑仅仅是一个方面。同时需要加强缸体、活塞以及其它容易产生较高热负荷的部位的冷却和润滑。否则会影响发动机的正常工作以及使用寿命位于缸体上的活塞冷却喷嘴是为1.5T发动机所量身定制的。它的安装位置以及喷射角度都是有着很多讲究的，目的就是给活塞提供良好的润滑和冷却。同时技术人员在活塞的裙部也做了一个特殊的处理，增加了石墨涂层，在往复运动时可以减小与缸体间的摩擦，同样降低了热负荷。●机油泵的输出功率加大机油冷却器排走机油自身的热量1.5T发动机需要润滑和冷却的地方相对较多，这也就对促使机油循环的原动力提出了更高的要求。技术人员通过两方面加以解决，一是加大了机油泵的功率，使其可以提供足够的机油压力；二是通过引入机油散热器，将机油所吸收的热量迅速带走。●曲柄连杆机构以及缸套经过全面强化更多的混合气进入气缸，燃烧后可以释放出更多的能量，这种能量或者冲击力对曲柄连杆机构也提出了更高的要求。为此1.5T发动机的连杆、活塞销、连杆螺栓等经过了全面的强化，确保其可以承受巨大的冲击力。同时1.5T发动机采用了铝合金缸体，但是在缸套的内层镶嵌了很薄的一层合金钢，这样使其承受发动机做功冲程时的压力。全文总结：通过拆解我们可以看到，这台1.5T发动机并没有装备什么足够吸引人或者有亮点的技术，一切都是那么的朴实。长城在自己没有把握的技术面前宁愿采取保守的策略，毕竟作为量产民用发动机，产品的稳定性和使用寿命是第一位的。发动机上的一些核心零部件比如涡轮、喷油器、点火线圈、各种传感器等也都由国际知名厂商提供，一定程度上确保了产品的质量。一个涡轮的介入对发动机所产生的影响是双方面的，好的一面留给消费者去体验和享受，坏的一面则留给技术人员去一一攻克。小到一个螺栓，大到曲轴、活塞，都需要进行严谨的计算和试验，我想在研发过程中的艰辛总是比事后的讲述和人为的演绎要曲折和复杂。