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，同時當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時，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)出于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，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，同時業(yè)限制了發(fā)動機(jī)的功率輸出上限。

　　當(dāng)發(fā)動機(jī)出于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，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候，導(dǎo)流葉片打開的角度較小，此時導(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，從而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，也有的廠商將其成為VNT，曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時捷等品牌，當(dāng)下除魔方外，長城汽車也有使用。