[汽車之家 發(fā)動機(jī)拆解]  春節(jié)復(fù)工之后，我們曾受邀來到北京汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地，與魔方的設(shè)計(jì)師一起聊了聊關(guān)于新車內(nèi)外飾的設(shè)計(jì)理念（點(diǎn)擊回看）；這一次我們再度受邀來到了北京汽車動力總成研發(fā)基地，并現(xiàn)場拆解了魔方的“心臟”——1.5T渦輪增壓發(fā)動機(jī)，據(jù)悉這臺發(fā)動機(jī)不僅擁有VGT增壓技術(shù)，而且還有多項(xiàng)降噪減磨的黑科技，那么咱們廢話不多說，解讀開始。

　　此外，全新的發(fā)動機(jī)還入選了2021年度“中國心”十佳發(fā)動機(jī)，這也標(biāo)志著北京汽車全新一代發(fā)動機(jī)成功躋身行業(yè)前列，下面我們將這臺發(fā)動機(jī)的亮點(diǎn)進(jìn)行拆分，來為大家詳細(xì)解析。

★ 米勒循環(huán)

　　發(fā)動機(jī)的動力來源在于把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通常來看，發(fā)動機(jī)要在排氣、冷卻系統(tǒng)以及克服摩擦方面消耗約60%左右的熱能，剩下的能量才用于驅(qū)動車輪行駛，而剩下的能量越多則越省油，這部分能量也就是發(fā)動機(jī)的熱效率。

【左為米勒循環(huán)，右為奧拓循環(huán)】

　　魔方1.5T發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣階段采用提前關(guān)閉進(jìn)氣門的方案，也就是說在進(jìn)氣階段活塞還未運(yùn)行至下止點(diǎn)，但進(jìn)氣門已經(jīng)關(guān)閉，使空氣的進(jìn)入量少于正常量，因此進(jìn)氣行程也就截止到進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置，受其影響，下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置（略高于下止點(diǎn)）到上止點(diǎn)，但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過程，并且燃燒轉(zhuǎn)換出來的為有效功，也就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比，燃燒效率自然就高了。

　　現(xiàn)在也有不少廠商宣傳的米勒循環(huán)（嚴(yán)格來說應(yīng)稱之為阿特金森循環(huán)）是在可燃混合氣的壓縮階段，通過延后進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間，可以使氣缸內(nèi)的混合氣體再排出去一部分，讓實(shí)際的壓縮行程從活塞下止點(diǎn)上面一些才開始，同樣也能實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比。

　　其實(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動機(jī)能量的，短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動機(jī)在這一階段的能量損失，同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣溫度也更低，能夠有效抑制爆震的發(fā)生，而且更長的做功行程還能讓可燃混合氣燃燒的更加充分。

★ Masking技術(shù)與350Bar高壓燃油噴射系統(tǒng)

　　Masking技術(shù)是一種擾動發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣氣流，改變發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)氣流的流動情況，從而改變發(fā)動機(jī)燃燒性能的一種缸蓋設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　那么發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)為什么如此追求滾流比呢？實(shí)驗(yàn)表明，隨著發(fā)動機(jī)滾流強(qiáng)度的增加，能夠更好地組織氣流在缸內(nèi)的運(yùn)動，霧化效果更好，可燃混合氣更加均勻，同時(shí)也能更好的控制火焰的形成與擴(kuò)張，說白了就是能夠?qū)崿F(xiàn)更好的燃燒。

　　這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬M、本田地球夢、大眾全新1.5T也都在使用，自主品牌除北京汽車外，如比亞迪、吉利、長城以及長安等品牌也均有配備。

　　在抑制濕壁方面，中置直噴更有優(yōu)勢，噴射出的燃油是豎直向下的，而側(cè)置直噴則與滾流的方向相同，更容易產(chǎn)生濕壁效應(yīng)。同時(shí)更靠近火花塞的噴油方式讓點(diǎn)火可靠性相對更高，有利于冷啟動暖機(jī)和混合氣體分層。

★ VGT渦輪技術(shù)

　　由于渦輪本身具備一定的質(zhì)量，想要獲得增壓效果，必須要有足夠的廢氣來推動渦輪葉片，因此渦輪增壓發(fā)動機(jī)的動力輸出不可避免都會出現(xiàn)遲滯性，除電動渦輪外，各家廠商只能通過不斷優(yōu)化來盡可能減少渦輪遲滯。

　　當(dāng)發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，會有大量的廢氣涌入渦輪中，會使渦輪在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓，限制發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率，同時(shí)也限制了發(fā)動機(jī)的功率輸出上限。

　　當(dāng)發(fā)動機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，就會出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問題，渦輪也能得到動力從而更好地工作，發(fā)動機(jī)出力也會更加得心應(yīng)手。

　　綜合以上也可以理解為渦輪越小，響應(yīng)性越好，但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想；渦輪越大，響應(yīng)性越差，遲滯也就越明顯。

　　其實(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，由于柴油發(fā)動機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī)，從VGT的選材和布置來說，都要更加容易。

　　VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料，通過在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片，從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)效果，保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果。

　　當(dāng)發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候，導(dǎo)流葉片打開的角度較小，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快，從而可以更容易推動渦輪轉(zhuǎn)動，有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象。

　　與當(dāng)下增壓車型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計(jì)類似，VGT其實(shí)也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式，也有的廠商將其稱為VNT，曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時(shí)捷等品牌，當(dāng)下除魔方外，長城汽車也有使用。

★ VVT可變氣門正時(shí)系統(tǒng)

　　來自進(jìn)氣和排氣凸輪軸提前或延遲側(cè)油道的機(jī)油壓力使VVT控制器的葉片沿圓周方向旋轉(zhuǎn)，以持續(xù)改變進(jìn)氣門和排氣門正時(shí)。發(fā)動機(jī)停機(jī)時(shí)，鎖銷將進(jìn)氣凸輪軸鎖止至最大延遲端，排氣凸輪軸鎖止至最大提前端，以確保發(fā)動機(jī)正常起動。

★ 缸體、缸蓋分層冷卻設(shè)計(jì)（快速暖機(jī)）

　　據(jù)北京汽車官方介紹，這套分層冷卻系統(tǒng)可以讓車輛在冬天4分鐘內(nèi)吹出熱風(fēng)，不僅結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且還能降低約1.36%的燃油消耗。

★ 可變排量機(jī)油泵

　　機(jī)油泵是發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的心臟，它從油底殼提取機(jī)油，向整個(gè)發(fā)動機(jī)各個(gè)部件持續(xù)提供壓力潤滑油。一般來說，如果供油量不足會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)部件磨損；但如果一直保持高效供油勢必會多消耗發(fā)動機(jī)的動力，這就需要可變排量機(jī)油泵了。

　　定子與油泵外壁間有兩個(gè)油腔（A和B），A腔引入經(jīng)過濾清器的主油路油壓，此時(shí)B腔就會受到電磁閥控制，當(dāng)發(fā)動機(jī)將電磁閥打開時(shí)，主油路的油壓將作用在B腔，此時(shí)會使轉(zhuǎn)子的偏心度降低，排量也就隨之變小，動力消耗也就降低了，據(jù)工程師介紹，可變排量機(jī)油泵能夠減少約1%-2%的油耗。

★ 為降低油耗“不擇手段”的極限減磨

　　油封與軸頸貼合部位的潤滑油膜隨著曲軸一起轉(zhuǎn)動，一旦油膜碰到油封螺旋槽，將會受到螺旋斜面的作用而產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的作用力，此力就會將欲外流的液體介質(zhì)壓回儲油端；而聚四氟乙烯材質(zhì)的摩擦系數(shù)約為氟橡膠油封的1/40，動摩擦扭矩比彈簧油封降低60%-70%。

　　曲軸偏置可以使連桿更接近于垂直狀態(tài)，燃燒產(chǎn)生的力將更多作用于曲軸，據(jù)北京汽車官方透露，通過該技術(shù)可以使曲軸單個(gè)循環(huán)內(nèi)摩擦功損失平均降低約3.1W。

★ 為NVH“不擇手段”的極限降噪

　　除此以外，魔方全車的密封條以及墊片等均進(jìn)行了加厚處理，北京汽車官方稱怠速噪聲為57.5dB，大概和我們正常交流的聲音大小差不多。

★ 全文總結(jié)

　　魔方是一臺針對年輕消費(fèi)群體而誕生的緊湊型SUV，它不僅擁有時(shí)尚潮流的外觀，同時(shí)也有著不錯的科技豪華氛圍，但僅有這些還不足以打動年輕消費(fèi)者們?yōu)槠滟I單。通過本次的發(fā)動機(jī)拆解，我們又深入了解了魔方的“心”，而這顆心也同樣集黑科技于一身。據(jù)悉，魔方或?qū)⒂诒驹抡�式上市，預(yù)售價(jià)為11-15萬元，那么對于這樣一臺內(nèi)外兼修的時(shí)尚小車，你準(zhǔn)備好了嗎？（圖/文 汽車之家 鄭晨）