5年研发/直喷技术 解析江淮1.5T发动机（用于瑞风M4，之家***）
看到论坛里面有不少朋友问M4上用到的江淮的1.5TGDI涡轮增压的缸内直喷发动机怎么样，我想起之前汽车之家发的***，于是把他搜索到了转过来，供大家阅读参考，了解一下这个发动机！
5年研发/直喷技术 解析江淮1.5T发动机
2015年08月02日 20:00 来源：汽车之家 类型：原创 编辑：朱力神
原文链接：http://www.autohome.com.cn/tech/201508/877088.html
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发动机概述和前期立项
[汽车之家 发动机解析] 本文将为大家介绍的江淮1.5TGDi GREEN JET系列发动机（以下均简称为1.5T发动机）对于江淮这个品牌来说是一款具有里程碑意义的产品。它是江淮在2009年开始研发，历经5年时间所推出的一款正向研发的小排量涡轮增压汽油发动机，并且基于这个发动机平台，日后还能推出更多不同系列的机型。而与此同时，与之匹配的还有一款同样自主研发的6速双离合变速箱。该1.5T发动机拥有诸如正时链条、缸内直喷等当下流行的配备，并且未来还有望增加自动启停、混合动力系统等新技术，潜力很大。已上市的江淮S5是首款搭载1.5T发动机的车型，之后还有望会用在瑞风A60、瑞风S7等车型上。
● 1.5TGDi发动机的由来：2009年立项，2013年底正式推出。
为何选择1.5升作为发动机排量基准？
江淮1.5TGDi发动机（发动机代号HFC4GC1.6D）的研发项目最早于2009年9月立项。于2013年12月研制成功并实现量产。之所以选择1.5升作为排气量的研发标准是为了考虑到降低车辆的消费税。根据2008年9月1日起公布的《乘用车消费税税率》显示，排气量在1.0升以上至1.5升（含1.5升）的税率为3%，而排气量在1.5升以上至2.0升（含2.0升）的税率为5%，这也是为什么诸多中国品牌车型使用1.5T的发动机的原因。
目前诸多中国品牌车企推出了配备1.5T发动机的SUV车型，如比亚迪S7、哈弗H6等，价位多集中于10-15万元之间，而合资品牌在1.4T和1.5T这两个级别上也有许多产品，这种趋势是在保证较低消费税率的情况下获得最大的动力性能，从而获得更强的市场竞争力。
● 江淮自主发动机现状：共有3个发动机平台。
江淮目前共有三个汽油发动机平台，分别命名为A、B和C，A平台代表的是2.0升直喷机型，B代表1.5升以下的自然吸气发动机，C平台便是现有的这款机型。厂家将这款机型命名为GREEN JET系列，对于JET的解释，工程师表示这是Jianghuai Engine Technology的缩写，表明其自主研发的“身份”。
从早期的“拿来主义”到后来的逆向开发，不少中国品牌车企在发展初期通过简便、高效的方式使用或“学习”国外车厂的先进技术。虽然这种方法能够让他们在较短的时间内研发出一款新车型，以及掌握一款发动机部分的必要技术，但大家也明白，这种没有太多创新的方法仅是创业初期无可奈何的选择，若想要在国际市场上大展宏图，必须要有能够掌握在自己手里的核心技术才行。
对于这点，以商用车起家的江淮汽车也十分清楚，尤其是当他们进军乘用车市场时，面对动力系统供应商的种种限制条件和高昂的采购价格，他们也深知拥有完全自主知识产权是多么重要。于是在2009年，1.5TGDi发动机研发团队正式成立了。最初研发团队仅有30余人，大部分还是刚从学校毕业没多久的大学生，研发工作并不顺利。后来随着资深的技术人员不断加入，团队规模也扩大到了100多人，研发工作也变得更加顺溜。
人员储备、研发资金和实验设备都到位了，江淮高层也给予了研发团队最大限度的支持，那么这款发动机的参数要做到什么水准才能算合格呢？据工程师表示，他们曾分别购买了一台宝来1.4T（配备EA111发动机）和一台MINI COOPER S（配备1.6T发动机）作为对标车型，将发动机从车上拆下之后，通过发动机台架实验得出两款发动机的各种性能参数信息。OK，自己的发动机该做成什么样心里也有了个底了。
● 1.5TGDi发动机搭载车型：现搭载于瑞风S5上，未来将搭载在瑞风A60上。
研发成功后，这款动力系统就首先配备在了江淮瑞风S5上。目前该机型最大功率174马力（128千瓦）/4850-5500rpm，峰值扭矩为251牛·米/1500-4500rpm。据透露，为了达到更加节能的目的，研发团队正在开发低功率版机型。除电子控制系统需要改进外，喷油系统和配气机构也将做些微调。至于混合动力这一流行趋势，厂家也在稳步推进中。至于这款发动机的数据表现究竟如何？我们通过一张数据表来直观地看。无论是中国品牌车型还是合资的1.4T发动机相比，江淮S5的数据表现都是遥遥领先的。
江淮1.5TGDi发动机与其他同类型发动机参数对比
除此之外，江淮还会将这款发动机应用在旗下更多的车型上，下一款搭载1.5T发动机的车型为瑞风A60，而在更远的将来，瑞风S7以及MPV等车型也将搭载该机型。用厂商工程师的话说，紧凑型车及以上和紧凑型SUV及以上的车型都能用。
● 打开发动机舱能看到什么：反置式布局。
江淮1.5T发动机为横置，其进气歧管在前、排气歧管在后，这是最为典型的反置布局。这种布局方式由于结构紧凑、占用空间小，被许多厂商广泛采用。另外，这种做法也方便进/排气歧管、三元催化器等设备的布置，从而利于后方乘客舱的空间设计。
● 气缸向后倾斜10度。
此外，横向放置的发动机还向后倾斜了10度，大多数车企在横置发动机时也会采用类似的做法，之所以确定为10度，也是通过无数次台架实验后确定的。除了在一定程度上降低车辆中心外，也能够削减发动机的纵向振动。随着汽车研发过程中“平台化”一词被不断提起，结构紧凑的发动机自然颇受青睐。据悉，只要变速箱和传动系统的匹配做得好，将该机型纵向放置也是完全没问题的。
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发电/启动机+涡轮增压系统
● 整机设计特点：铸铁缸体、铝合金缸盖和油底壳。
从整体设计上，这款发动机并没有采用太多的前卫技术，许多部件和设计理念在一些合资品牌的发动机上也能看到。除缸体本身外，诸如缸盖、油底壳等部分均采用铝合金制造而成，而仅有缸体采用铸铁的原因，工程师表示江淮自己在制造铸铁缸体时拥有较为丰富的经验，尽管重量不能与铸铝相媲美，但缸体强度和耐温性能更好。此外，由于缸体铸造技术成熟，后期若需要进行产品升级的话也非常容易。
接下来我们将按照顺序从外而内、从上到下地为大家一一拆开发动机的各个部分。要想降低发动机的能耗，除了发动机内部本身的技术外，通过降低发电机、空调压缩机等部件对发动机动力的占用也能为提升整机的节能效果提供很大的帮助，而且还是最为简单的方法。
● 附属装备：配备OAP系统的发电/启动机、带变频器的空调压缩机。
据悉，厂商目前配备的发电/启动一体机上，在皮带轮的部分使用了OAP（Overrunning Alternator Pulley）系统，该系统由一个仅能单向旋转的皮带轮构成，相比传统的刚性皮带轮而言，带有OAP系统的皮带轮能够减少发电机的不规则振动，并使皮带和其他发动机附件系统受到的摩擦力减小，降低对发动机动力的损耗。
而随着如今自动启停功能的不断普及，瑞风S5未来是否会配备自动启停功能也成为了我们关心的问题之一。于是在现场我们咨询了江淮工程师，他们表示对于该功能的研发工作其实已经启动了。除了自动启停功能外，考虑到未来还要增加混合动力单元，这样对发电机的耐用性也提出了很高的要求。要知道，根据标准，常规启动机必须要经得住20万次的启动，若需增加自动启停功能，其耐用标准也将增加一倍，达到40万次。
空调压缩机安装在发电机和水泵下方，瑞风S5的压缩机内增加了一个变频器，这就使得车载空调压缩机也具有了变频能力，说得简单些就是把家用电器中流行的变频空调直接搬到了车上。变频空调最大的特点是利用变频器来控制和改变压缩机排量，使压缩机始终处于最佳的转速状态，从而达到降低发动机负荷目的。那么降低了发动机的负荷有什么好处呢？发动机自然会将节省下来的动力“更专注于”车辆的动力表现上咯！
● 机油滤清器：通用型机滤能降低制造成本和售价。
机油滤清器的安装位置靠近油底壳，这也就意味着常规保养时工作人员依然要将车辆顶起才能进行拆卸。虽然放置在发动机上端便于拆装，但考虑到机油油路的布置需要满足“紧凑”这一目的，放在底部是比较合适的。容积较大的机滤除配备在瑞风S5上之外，同品牌其他MPV车型和部分轻客也采用同款产品，通用性强的配件不仅容易购买和更换，也能降低产品的制造成本和售价。
● 霍尼韦尔NGT14Z型涡轮增压器：体积小，启动转速低。
1.5T发动机的涡轮系统来源于霍尼韦尔，型号为NGT14Z，同型号的涡轮也同样配备在了观致3 1.6T车型上。涡轮体积和叶片直径很小，这也保证了涡轮启动速度非常快，当发动机转速介于1500-4500rpm之间时，发动机便能达到最大扭矩。
据透露，这款涡轮最大进气压力可达到2.3bar（大约2.3个标准大气压），进气叶轮最高转速可达24万转/分钟。当然江淮的工程师并未将涡轮的性能用到极致，因为考虑到高原行驶，海拔高氧气不足等特点，调校时必须留出大约10%的高原裕度，实际上涡轮使用到的最高转速为22万转/分钟，最大进气压力在2.0-2.1bar之间。对于这样一台小体积的涡轮来说，这样的增压值算是很高的了。
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集成式进气歧管/排气系统
● 进气管路：结构紧凑，采用水冷中冷器：
为了减少发动机的体积，进排气道走向也经过了特殊设计。以往被涡轮加压后的高压空气需要通过一根长长的管道通向放置在车头底部的中冷器进行冷却，之后再通过一根长管道回到进气歧管准备进入燃烧室参与燃烧。而江淮则放弃使用这种传统的风冷式中冷器，转而使用水冷式中冷器。
节气门之后的弯管、中冷器和进气歧管被整合在了一起，其中中冷器与节气门之间的弯管采用CFX流体分析软件进行设计，从而保证进入各气缸内空气量的误差在3%以内。另一方面，之所以采用水冷式中冷器而非常规的撞风式中冷器，除考虑到紧缩发动机机体结构外，更重要的是水冷结构能够保证无论低速还是高速状况下空气冷却效率保持一致，而不会出现撞风式中冷器低速冷却效率差，但高速时冷却效率高的尴尬。
中冷器为铝合金材质，且为双层结构，整体造型与我们常说的水箱（散热器）基本相同。高压热空气采用防冻液作为降温介质，内部循环管路除了水泵与发动机缸体冷却水道共享外，其余的管路都是各自独立的。
至于冷却效率究竟有多好，工程师提出了一个叫作“逆流冷却”的概念，简单来说就是空气的流动方向与防冻液的流动方向为相反的时候，冷却效率最佳。于是乎，我们可以看到当空气是从下往上流动的时候，温度较低的防冻液却是先进入中冷器的上层，再流动到下层，之后从回水管中流出。
目前，一些海外车企会在直喷发动机的进气歧管内增加一片瓣膜（如大众的EA888系列），用于整理气流，减少空气扰动。当然这依然是小部分车企的做法，而像江淮这样没有装备瓣膜的制造商仍然占绝大多数。但是工程师们还是悄悄告诉我们，对于增加瓣膜的做法他们也做过相应的实验，瓣膜整理气流的效果还是给予了肯定，而实际上通过修改气缸盖造型、优化空气流动场等方式，依旧能够保证气缸内空气与燃油的充分混合，所以瓣膜就显得没有什么特别必要了。
混合气通过在气缸内做功燃烧后通过排气门排出进入排气歧管（本期我们主要介绍发动机外部设备的设计特点，有关发动机缸体内结构和燃烧过程中的技术解析我们将在下期为大家介绍，敬请期待！），随后推动涡轮的废气叶片，为吸入更多新鲜空气提供动力。这款1.5T发动机的涡轮和排气歧管为分体式设计，每个部件的制造难度和成本比一体式设计要更低一些，即使某一部件有损坏，更换起来也较为便利。
瑞风S5整套排气系统由佛吉亚制造，其三元催化器直接固定在了发动机上，其内部分为上下两部分，分别用于催化有害气体以及吸收悬浮颗粒。催化器位置也正好介于发动机和座舱防火墙之间，固定高度相比多数车型来说要稍高一些。至于发动机的排放标准，目前这款1.5T发动机完全能满足国五的标准，至于未来能够达到国六，江淮的工程师表示这也是没有问题的。具透露按照国五标准，每公里颗粒物要求是不多于0.5毫克，而国六标准为0.45克，只需要通过调整喷油压力，改进三元催化器结构便可。
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点火线圈/油气分离器
● 采用4片式正时链条：可做到终生免维护，链条静音效果佳。
江淮1.5T发动机采用正时链条替代传统的正时皮带系统，如今这已成为大多数厂商研发新发动机时所采用的主流技术。这款发动机采用的是4片式齿形链条，齿形也经过特殊设计，通过降低链条与链轮的接触面积，起到降低摩擦和静音的作用。
据工程师透露，目前正时链条有三种类型，分别被称为齿形链条、滚珠链条和套筒链条。论静音效果，齿形链条是最好的，所以江淮选择的也是齿形链条。而说到抗拉伸能力，套筒链条是最好的，滚珠次之，齿形链条最小。通过增加每个链片的厚度，用材料本身的强度来弥补结构上的不足依然能够满足发动机高强度使用的需要。
当然确定链条之后并不意味着就能直接装上车了，首先要通过实验对供应商提供的样品进行测试。据悉，这款发动机的正时链条可做到终生免维护，整个生命周期内链条的伸长率不高于0.7%均能保证发动机的正常运转。除了这些基本要求外，工程师还对链条的齿形进行改进，保证接合稳定性的情况下降低摩擦面积，起到静音的作用。
拆解发动机的过程中，我们发现不少螺丝上都带有蓝色或绿色的涂料，起初我们以为是起到紧固作用的螺纹胶，不过工程师透露，这些其实是代表螺栓上紧的标识。由于发动机上不少螺栓都是由工人手持电动扳手紧固的，当螺栓上紧力矩达到标准值时，扳手内部会自动在螺栓上“上色”，以示安装合格。
● 塑料气门室盖：集成了两条迷宫式油气分离装置。
发动机最上方的黑色部分为气门室盖，这里集成了机油加注口、油气分离器、点火线圈等部分。点火线圈由博世提供。国内制造点火线圈的厂家还有德尔福以及电装（DENSO），至于为什么最终选择博世，用厂家的话说，自然是“择优录取”了。此外，点火线圈采用的是分体式设计，一旦某一支线圈损坏了可以单独更换，降低维修成本。
气门室盖上配备了两套油气分离系统，两者结构基本相同，不同的是分离后的气体去向是不同的。当发动机处于小负荷工况时，气体会被导入进气歧管内；当处于大负荷工况下，气体会导向涡轮进气端。不过其最终的结果都是进入燃烧室内参与燃烧。
油气分离器为双层迷宫撞击式，内部设计有两层挡板。当混合了机油蒸气、水蒸气等物质的发动机曲轴箱窜气进入分离装置时，其内部结构会使得气体流速减慢，重量较大的机油蒸气就会留下来重新变成机油滴，通过回油管返回发动机内部，而其他物质就沿着管路去往它们该去的地方。
迷宫式分离器内部也分为两个部分，用工程师的话说即“小迷宫”和“大迷宫”，前者为粗分离器，而后者就是精分离器了。据透露，油气分离器并不能100%将机油蒸气和其他气体彻底分离干净，但分离效果也是有标准的。
据悉，当发动机处于小负荷的情况下，每小时机油的消耗量小于1克即为合格，而实际上这款1.5T发动机的消耗量大约在0.5-0.6克/小时之间，正常保养周期内机油尺上的液面高度仅有很细微的下降，对实际使用的影响并不大。
尽管迷宫式分离装置无法100%地将机油彻底分离干净，但相比气体流速更快的旋风式分离器来说，传统的迷宫式由于气体流速受到的阻碍更大，分离效果自然会更好。另一方面，一般外置式分离装置抗污能力不足，时间久了容易在装置内堆积油泥。
● ***总结：
这款1.5T发动机不仅意味着江淮拥有了自主开发国五发动机的能力，而它们下一步即将增加自动启停、混合动力系统的计划也预示着它们对于这款发动机扩展能力的信心不仅充足，实力也不容小觑。而从我们今天介绍的发电/启动机、正时链条、涡轮增压系统等部分来看，江淮在这款发动机上已经投入了大量的精力，同时也积累到了丰富的经验，这一点上值得其他中国品牌车企学习。下期我们将会为大家拆解缸盖、缸体等部分，看看这款发动机在气门正时、缸体冷却系统等方面是否也有与其他厂家不同的想法。（文/图/摄 汽车之家 朱力神）
苏州车友2362770 2016/06/03 20:11:36 发表在 6楼
关键是m4.比s5重的多
东莞车友6561751 2016/06/11 14:08:13 发表在 9楼
升功力是多少
东莞车友6561751 2016/06/11 14:25:30 发表在 11楼
这个发动机看起来数据比长城的强大的多.升功力长城的好像都有100千瓦这个是咋回事
xujinze010 2016/06/16 16:31:26 发表在 13楼
敢不敢30万公里无大修！
盘锦车友4213677 2016/08/08 14:41:11 发表在 20楼
版主你说的挺好的不知道9月份1.5的这款能上吗有柴油的吗
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