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搭气门调节黑科技 聊起亚新1.5T发动机

2018-11-17
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  [沈阳爱车网 发动机技术]  目前市场上三缸1.5T发动机大有取代四缸1.5T发动机之势,但一些新推出的四缸1.5T发动机不乏“精品”。在2018广州车展上,起亚就带来了一台全新的四缸1.5T发动机,这款发动机搭载了CVVD技术,可以动态调节气门开启的时间长短,实现油耗降低同时优化排放水平。下面我们就通过车展现场的模型抢先来了解下这款发动机的技术特点。

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● 基础性能参数

  起亚Smartstream G1.5 T-GDi涡轮增压缸内直喷发动机的排量为1497mL,采用直列四缸结构,最大马力为180马力/5500rpm,峰值扭矩为265牛·米/1500-4500rpm。起亚这款全新1.5T发动机满足目前全球最为严格的欧6c排放标准。

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  我在合资品牌和中国品牌中各找了一款搭载进气门升程调节技术的发动机来与搭载CVVD连续可变进气门持续时间技术的起亚全新1.5T发动机进行参数对比,对比数据参看下表。(合资品牌我选取了带有VTEC气门正时及升程控制技术的本田1.5T发动机,而中国品牌我选取了带有CVVL连续进气门升程调节技术的长城1.5T发动机,两款产品均为量产发动机,且都为1.5T直列四缸涡轮增压缸内直喷发动机)

几款1.5T发动机参数对比
名称 起亚全新1.5T 本田1.5T 长城1.5T
最大马力 180Ps 177Ps 169Ps
最大马力转速 5500rpm 6000rpm 5000-6000rpm
峰值扭矩 265N·m 220N·m 285N·m
峰值扭矩转速 1500-4500rpm 1700-5500rpm 1400-3000rpm

  起亚全新1.5T发动机的最大马力和峰值扭矩都大于本田1.5T发动机。和长城1.5T发动机相比,起亚全新1.5T发动机最大马力占优,但峰值扭矩稍弱。上面三款发动机的扭矩平台特性差异明显,本田的峰值扭矩低,但扭矩平台较宽,能够在较宽的转速范围内提供持续的最大扭矩输出;长城1.5T发动机峰值扭矩较高,最大扭矩出现转速较低,能够提供较好的起步提速响应,但峰值扭矩输出持续性不强。而起亚全新1.5T发动机的扭矩输出特性处于上述两款发动机之间,一定程度上兼顾了起步提速响应以及最大扭矩输出持续性。

● 起亚的气门控制黑科技——CVVD究竟是怎么工作的?

  起亚CVVD的全称是“Continuously Variable Valve Duration”,中文译为“连续可变气门持续时间”。顾名思义,CVVD可以调整气门开启的持续时间。CVVD和CVVT(连续可变气门正时技术)配合,可以实现对气门开启和关闭时间的控制。起亚这款1.5T发动机是世界上为数不多能实现该功能的发动机(搭载菲亚特MultiAir技术的发动机也能够实现对气门开启和关闭时间的控制,MultiAir技术解析请看这里)。

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  由于气门的开启和关闭时机都能够连续动态控制,所以能够有效地提升发动机进气效率,提升动力输出并降低油耗。CVVD技术能够更有效地控制扫气过程,调整残余废气比例,改善发动机高负荷工况下的爆震现象,提升发动机的燃烧效率。相比只搭载CVVT技术的发动机,搭载CVVT+CVVL技术的发动机能够降低5%左右的油耗。

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  起亚CVVD机构与菲亚特MultiAir、宝马Valvetronic的功能差异可以参看下表。

三种气门控制技术的区别
名称 起亚CVVD 菲亚特MultiAir 宝马Valvetronic
调整气门升程 不能
调整气门开启持续时间 不能
无级调节
注:宝马Valvetronic调节偏心轴调整气门升程后,理论上气门开启持续时间也会有一定的变化。但该技术气门开启持续时间与气门升程是相关联的,无法单独进行调节。

  起亚CVVD作为一种创新的气门控制技术,其主要特点是能够主动地无级控制气门开启持续时间,从而优化发动机进气过程,提升发动机性能。和利用电磁阀通过液压油来控制气门升程和开启持续时间的菲亚特MultiAir技术相比,起亚CVVD技术采用的是机械式传动结构,直接驱动气门开启,理论上能够在高转速下更可靠地工作。

● 水冷式废气再循环

  涡轮增压发动机相比同排量自然吸气发动机,输出的动力更为强劲,但这会提升了燃烧室温度,从而让发动机更容易发生爆震。为避免爆震,普通发动机不得不降低压缩比以求稳定。而压缩比的降低不利于发动机热效率的提升。为应对上述问题,废气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation,简称“EGR”)应运而生,通过把排气气体重新导入气缸中,增大混合气的比热比,从而降低燃烧温度,抑制爆震。

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  利用发动机冷却液对废气进行冷却,然后再导入气缸中参与燃烧,能够显著降低燃烧室温度,从而让发动机可以工作在更高的压缩比,提升热效率,可在高负载工况下改善油耗表现。此外,废气再循环技术还能够降低发动机氮氧化物的排放,让发动机变得更为环保。

● 集成式温度控制系统

  起亚全新1.5T发动机上采用的集成式温度控制系统可独立控制流经机油加热器、空调加热器、冷却液散热器的冷却液流量。该系统通过控制逻辑的优化,缩短了暖机时间、降低了发动机内部摩擦、增强了高负载工况下的冷却能力,从而实现油耗的改善以及耐久性的提升。

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● 350bar喷射压力的喷嘴

  现在主流的涡轮增压缸内直喷发动机的燃油喷射压力为200bar左右,而起亚全新1.5T发动机的燃油喷射压力达到350bar。燃油喷射压力的提高使得喷射出来的燃油束油雾颗粒更细,喷射时间也大为缩短,这有利于提升燃烧效率,降低颗粒物的排放。

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  对于中国,明年国6排放标准将全面实施。新标准对汽油车的颗粒物排放有了明确的要求(国5标准在颗粒物排放上无强制要求),这使得车企必须采用新的发动机技术来应对法规变化。350bar喷射压力便是实现颗粒物排放控制的一项行之有效的手段。可以预见的是,在2019年,我们将会看到更多采用350bar喷射压力的涡轮增压缸内直喷发动机在国内面世。

● 全文总结:

  起亚1.5T发动机上的CVVD技术是其最大亮点,这使其成为世界上为数不多能够独立调节气门开启持续时间的发动机。这款全新的1.5T发动机在动力输出参数上处于行业主流水平,未来或将替代起亚目前在国内使用的1.6T发动机,以满足排放法规的升级以及增强车型的配置竞争力。(图/文/摄/汽车之家 常庆林)

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