5年研發/直噴技術 解析江淮1.5T發動機

　　[汽車之家 發動機解析]  在江淮1.5T發動機拆解的上半部分，我們對這款發動機的研發歷程、渦輪增壓器以及進排氣系統等方面進行了拆解，參與研發的工程師陳工也小小地露了個臉，相信大家對發動機的外部組件的選擇和設計有了初步的了解，但這些還不是江淮真正實力的表現。在缸體內部的設計，尤其是發動機冷卻系統等方面，江淮的工程師們依然有很多亮點會與我們娓娓道來。

● 缸體部分：傳統的直列四缸設計，缸徑和行程分別是75mm和84.8mm。

　　這款1.5TGDi發動機采用最為傳統的直列四缸發動機，在如今寶馬、標致等廠家將研發精力轉向三缸機的背景下，技術成熟、振動控制較容易的四缸發動機仍將是本階段的主流。發動機的缸徑和行程分別是75mm和84.8mm，實際排量大約為1.498升，壓縮比為9.7:1，這個壓縮比級別對于汽油的標號并不是很挑剔，加92號汽油就夠了。

　　隨著寶馬和沃爾沃提出了標準化缸徑的概念（即綜合考慮缸體散熱、活塞與氣缸壁之間的摩擦等諸多因素，缸徑和行程分別為82mm和94.7mm，單缸排量為0.5升左右時發動機效率為最佳狀態），江淮的工程師也聽說了寶馬的理論，但說法較為籠統，也沒有測試數據進行證實，所以還不能確定這種理論的可靠性。而對于他們自己的這款發動機，工程師說，考慮到排量的限制（1.5升以下）和技術等諸多原因，目前1.5TGDi發動機缸徑和行程的參數是基于早先瑞風S3的1.5L發動機（HFC4GB2.3D）的標準確定的。

　　此外，工程師表示目前他們還在這款機型的基礎上研發更為節能的低功率版機型，目前發動機采用的是傳統的奧托循環，未來通過改變配氣機構等方式，使得發動機能夠在奧托循環和阿特金森循環之間切換，發動機的壓縮比從現有的9.7:1提高到11:1，從而提升發動機在低速工況下的經濟性。這種做法我們在豐田的凱美瑞混動版車型上已經見到了。

● 雙頂置凸輪軸：雙可變氣門正時技術，采用無級調節。

　　1.5TGDi發動機采用雙頂置凸輪軸設計，總成套件由舍弗勒提供。進排氣凸輪軸均能夠進行調節，以滿足發動機不同工況下的配氣需求。凸輪軸角度調節器由可變正時電磁閥控制，調節器內各“隱藏”著一組渦卷彈簧，通過液壓角度調節裝置和彈簧的相互配合實現改變氣門的開合時間，并起到無級調節的目的，調節范圍最大可達到50度。

　　 從這張波形圖上我們可以看到，在正常情況下（實線），氣門重疊角非常小，而隨著發動機負荷逐漸增大，通過調節凸輪軸的角度來改變氣門開合時機（進氣門提前打開，排氣門延后關閉），進氣門和排氣門之間的重疊角度也逐漸增加。增加氣門重疊角的好處就在于保證發動機在高負荷情況下排氣順暢，同時也讓從進氣門進入的新鮮空氣盡快驅離氣缸內燃燒過的廢氣，使進氣更充分，排氣更徹底。這便是配備可變氣門正時技術的其中一個作用。

● 排氣門采用充鈉工藝，提升抗熱性。

　　凸輪軸與氣門并不是直接接觸的，而是通過氣門挺柱傳力的。在凸輪與氣門挺柱長期接觸中必然會使得挺柱表面產生一些磨損。為了讓磨損更加均勻，凸輪與挺柱的接觸面并非位于其中心，而是稍稍向一邊偏轉了一些，這樣能夠使得氣門挺柱在運轉過程中產生一定速率的旋轉，保證磨損更加均勻。此外江淮還在研發表面經過耐磨處理的氣門挺柱，預計不久之后便能夠配備。

　　1.5TGDi發動機在進氣側和排氣側分別配備了8個進氣門和8個排氣門（每缸共4個氣門，進排氣側各有2個），當排氣門打開排出缸體內廢氣的時候，上百攝氏度的高溫“燒灼”著不銹鋼材質的氣門桿，可能會引起排氣門過熱造成損壞。

　　采用充鈉排氣門（Sodium Filled Valves）后，排氣門內的鈉金屬熔點僅為97.7℃，從固態變為液態時能夠吸收大量的熱量。隨著排氣門上下運動，液態金屬鈉也會因上下運動而振蕩，將吸收的熱量傳導到排氣門上部。據工程師透露，采用充鈉技術的排氣門能將氣門自身的溫度降低約100℃左右，從而解決排氣門過熱帶來的一系列問題。

　　充鈉排氣門最早是應用在活塞式飛機發動機上的，排氣門內的鈉金屬直徑約2.5毫米，雖然用量不多，但制造成本可比傳統排氣門高不少。據透露，普通排氣門8支采購價大約為60元一組，而同樣的充鈉排氣門的價格要接近200元，成本要貴出兩倍還多。目前國外品牌采用這種技術的車企不在少數（如寶馬、雪鐵龍等都會使用），在中國品牌車型中的普及率也越來越高了。