[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)拆解] 隨著國六排放標(biāo)準(zhǔn)在全國范圍內(nèi)的廣泛實(shí)施，對(duì)于許多汽車廠商而言面臨著不小的難題：在新的排放標(biāo)準(zhǔn)中車輛排放的主要污染物指標(biāo)幾乎都要降低一半之多，以原有動(dòng)力總成的技術(shù)很難達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求，“破舊立新”可能就是唯一的出路。而對(duì)于那些未雨綢繆的廠家來說，由于提前布局了新一代動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā)，如今正是收獲的季節(jié)。面對(duì)嚴(yán)苛的政策壓力，一套更清潔、更省油的動(dòng)力系統(tǒng)很可能就能夠幫助旗下產(chǎn)品獲得先機(jī)。今天我們就來拆解一臺(tái)來自一汽集團(tuán)代號(hào)為CA4GA12TD的新一代小排量渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，來看看發(fā)動(dòng)機(jī)界的“新生代”都有哪些新的特點(diǎn)。

30秒讀懂全文：

1、CA4GA12TD發(fā)動(dòng)機(jī)是一汽自主研發(fā)的新一代小排量渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)；

2、該發(fā)動(dòng)機(jī)采用了諸多時(shí)下先進(jìn)技術(shù)，諸如350Bar高壓直噴系統(tǒng)、高滾流燃燒、氣缸蓋集成排氣歧管、可變排量機(jī)油泵、DLC涂層等，簡而言之，就是既省油又有勁；

3、它的電控系統(tǒng)同樣為自主研發(fā)制造，可以說是一顆地地道道的“中國心”。

　　從技術(shù)參數(shù)來看，一汽的這臺(tái)1.2T發(fā)動(dòng)機(jī)較來自合資品牌的主流產(chǎn)品有著一定的優(yōu)勢(shì)，105kW最大功率和204N·m的最大扭矩已經(jīng)同一臺(tái)2.0L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)接近。那么較大的輸出功率是否意味著油耗也會(huì)隨之提升呢？這也不盡然，接下來我們就看看，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些特點(diǎn)。

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部有許多高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件（諸如活塞和氣門），而這些零件同發(fā)動(dòng)機(jī)本體或者其他零件之間存在著接觸用以保持氣缸的密封性或者驅(qū)動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)，這樣一來，相互接觸的零件表面之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦力，摩擦產(chǎn)生熱量，就會(huì)無謂地消耗汽油燃燒產(chǎn)生的能量，這對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率而言就不是好消息。如果能夠降低接觸表面之間的摩擦力，就能減少額外的能量消耗——把接觸表面做得盡可能堅(jiān)硬而光滑（降低摩擦系數(shù)），是最為行之有效的方法。

　　當(dāng)然如今也有一些先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)在凸輪軸與氣門之間增加一套滾子傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦來降低摩擦損耗，但是考慮到這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的定位，一汽這樣的設(shè)計(jì)很好地平衡了體積和成本，同樣也達(dá)到了不錯(cuò)的效果。

　　降低摩擦是目前主流的汽車廠商都在研究的前沿課題，例如日產(chǎn)的“鏡面缸孔熔射技術(shù)”以及奔馳的“Nanoslide”納米鍍膜技術(shù)，都旨在降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)零件之間的摩擦來提升效率，可謂異曲同工。此外，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)還采用了低彈力活塞環(huán)組、低摩擦靜音鏈條、低剛度氣門彈簧，都是為了最大程度地降低摩擦損失。

　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)靠的是汽油燃燒產(chǎn)生的能量來驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中就會(huì)釋放出大量的熱量。如果熱量散發(fā)不出去，會(huì)提升整個(gè)系統(tǒng)的溫度，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此需要為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)一套冷卻系統(tǒng)來讓發(fā)動(dòng)機(jī)保持健康的工作溫度。但發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)又是一個(gè)非�！皨蓺狻钡牟考�：由于工況不一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部分所需要的冷卻條件也不一樣，這就需要為其“量身打造”冷卻系統(tǒng)來進(jìn)一步降低熱損耗，提升效率。

　　通過新的冷卻系統(tǒng)，可以降低油耗1-2%，看似不起眼，但發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)做的就是最大程度地挖掘潛力，將細(xì)節(jié)做到極致。

　　除了驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)之外，發(fā)動(dòng)機(jī)還背負(fù)著許多額外的工作：例如驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電、帶動(dòng)凸輪軸、水泵等眾多保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的附件。而在這個(gè)過程中，同樣會(huì)消耗額外的能量，那么將這些附件系統(tǒng)消耗的能量最小化，也是提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率的一個(gè)有效手段。

　　通過這套可變機(jī)油泵，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)按需供油，也一定程度上為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了“減負(fù)”，最終可以降低整車油耗約1.8%左右。

　　對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的“挖潛”，最有效也是最難的部分，在于對(duì)氣缸內(nèi)部汽油燃燒的控制：如果缸內(nèi)汽油得到充分的燃燒，并且將燃燒的能量最大程度轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的效率就能夠得到顯著提升。從這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，我們也能看出一些未來的發(fā)展趨勢(shì)。

　　通過控制氣門的正時(shí)，可以提升在不同工況下的充氣效率，減少泵氣損失，為充分燃燒做好準(zhǔn)備。

　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒發(fā)生在封閉的氣缸內(nèi)，因而研究人員很難觀察到內(nèi)部究竟發(fā)生了什么，所以優(yōu)化工作通常只是“盲人摸象”。而一汽在研發(fā)的過程中，采用了“光學(xué)單缸機(jī)”的試驗(yàn)設(shè)備，簡而言之，就是一個(gè)透明的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，可以通過它來觀察內(nèi)部燃燒的狀況，從而通過優(yōu)化噴油嘴位置、角度、流量，來實(shí)現(xiàn)更好的燃燒狀態(tài)。就CA4GA12TD發(fā)動(dòng)機(jī)來說，通過對(duì)燃燒室內(nèi)部的優(yōu)化，它實(shí)現(xiàn)了高速滾流燃燒，提升了燃燒效率。

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　　最終這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種優(yōu)化設(shè)計(jì)下，最高熱效率超過了36%，這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)在同級(jí)別中處于世界先進(jìn)水平。

　　另外值得一提的是，在眾多優(yōu)化設(shè)計(jì)和新技術(shù)的加持下，這款發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅通過調(diào)整直噴系統(tǒng)噴油壓力就達(dá)到了國六排放標(biāo)準(zhǔn)，無需其他一些發(fā)動(dòng)機(jī)采用的顆粒捕捉裝置，這也從側(cè)面體現(xiàn)出了這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)先進(jìn)性。

　　最后還需要補(bǔ)充一點(diǎn)：這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)是由一汽花費(fèi)10年時(shí)間自主研發(fā)的成果，從“芯片”層面實(shí)現(xiàn)了完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這一點(diǎn)對(duì)于中國品牌的汽車廠商來說難能可貴。

全文小結(jié)：

　　正如文章開頭所講，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如何平衡矛盾，優(yōu)化設(shè)計(jì)，做好細(xì)節(jié)，這背后都是無數(shù)細(xì)小進(jìn)步的積累。而發(fā)動(dòng)機(jī)同變速器、整車之間如何匹配，做到出色的用戶體驗(yàn)，則又是另一層面上的挑戰(zhàn)。通過這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，我們看到了中國品牌在基礎(chǔ)技術(shù)方面的積累和進(jìn)步，造車無易事，正是這些基礎(chǔ)的技術(shù)進(jìn)步，才能打造出能夠同國際品牌抗衡的產(chǎn)品力。（文/圖 汽車之家 王興宇）