CA4GA1發(fā)動機是一汽技術(shù)中心為滿足自主品牌經(jīng)濟型轎車對動力總成需求完全自主開發(fā)的1.3L汽油機，該發(fā)動機在夏利股份公司內(nèi)燃機制造分公司生產(chǎn)制造。
產(chǎn)品介紹
CA4GA1發(fā)動機應(yīng)用于天津一汽夏利汽車股份有限公司生產(chǎn)的夏利N5轎車；發(fā)動機采用智能化可變進氣凸輪正時VCT-i技術(shù)、塑料進氣歧管、無回油、電子節(jié)氣門、直接點火電控多點燃油噴射系統(tǒng)；采用靜音鏈傳動、不銹鋼焊接排氣岐管、鎂鋁合金氣缸蓋罩蓋和鏈條室罩蓋。該汽油機動力性達到升功率50kW/L、升扭矩90Nm/L的國際中高檔水平。排放水平達到國Ⅲ/國Ⅳ、燃油消耗低于國家第二階段標準限值。
主要參數(shù)
發(fā)動機型號：CA4GA1
生產(chǎn)廠商：夏利內(nèi)燃機制造分公司
排氣量：1339ml
排放標準：國Ⅲ/國Ⅳ
最大功率：67kW/6000rpm
最大扭矩：120Nm/4400rpm
升功率：50kW/L
升扭矩：90Nm/L
綜合油耗：6.26L/100km
技術(shù)特點
可變氣門正時系統(tǒng)
可變氣門正時系統(tǒng)是先進發(fā)動機的代表，此項技術(shù)在中高檔車型中已逐步普及，但在1.3L級別的小排量車型上仍然有很多車型沒有采用。自主車型就不用說了，配備此項技術(shù)的車型可謂鳳毛麟角，即使合資車中，仍有像POLO、斯柯達晶銳、新福特嘉年華、207、雨燕科1.3、樂騁、雪佛蘭樂風、驪威等諸多車型的發(fā)動機依然沒有采用此類技術(shù)。那么這項技術(shù)的精妙之處到底在哪里呢？
發(fā)動機有四大行程，從進氣開始，到排氣結(jié)束。為了有效的利用氣流的慣性以更好的進氣和排氣，在進氣和排氣行程不是完全隔斷的——在排氣行程結(jié)束前，進氣門就會提前打開，而在進氣行程開始后，排氣門會延遲關(guān)閉，這樣就會存在進氣和排氣門同時打開的情況。這在技術(shù)上叫氣門疊加角。這個疊加角在設(shè)計發(fā)動機是必然存在的，但發(fā)動機運行在不同轉(zhuǎn)速下對疊加角的要求不同。低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下混合氣流速慢，此時如果疊加角過大，就會導(dǎo)致混合氣難以充分混合，從而影響低速運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)、低速扭矩的輸出以及排放和油耗。反之如果高速狀態(tài)下疊加角過小，將不利于提高進排氣效率，影響高速功率的發(fā)揮。常規(guī)發(fā)動機只能折中了，其結(jié)果是要么低速扭矩好高速乏力，要么反之，很難做到兩全其美。
CA4GA1采用的VCT-i就可以有效解決這個矛盾。工程師在發(fā)動機的進氣凸輪軸末端安裝了一套控制器總成，它是一套由液壓控制的機構(gòu)，可以按照ECU（發(fā)動機電腦）的指令改變凸輪軸的轉(zhuǎn)角，從而達到改變氣門疊加角的目的。這套機構(gòu)可以伴隨轉(zhuǎn)速的改變進行無級調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)最理想的配氣效果。與同類型的VVT技術(shù)相比，CA4GA1的這套系統(tǒng)工作范圍高約45°，它可以讓進氣門提早在上止點前約38.6°到延后至上止點后約6.4°打開，調(diào)整范圍非常大，可以更有效的優(yōu)化低速和高速狀態(tài)下的配氣效率。有了這套機構(gòu)以后，我們面對CA4GA1發(fā)動機參數(shù)時，就不能簡單的認為它比對手高幾個千瓦功率和幾個牛頓米扭矩這么簡單了，它的低速扭矩會比對手更充沛，后勁也要比對手更足，而且油耗和排放也要比常規(guī)發(fā)動機低得多。
不惜工本的輕量化設(shè)計：鎂鋁合金缸蓋、硅橡膠合成塑料進氣歧管/不銹鋼排氣管
發(fā)動機輕量化是設(shè)計師永恒的追求，也是新一代發(fā)動機的典型代表。在保證足夠強度的情況下實現(xiàn)輕量化，就必須在材質(zhì)上下功夫。CA4GA1發(fā)動機采用的缸蓋及側(cè)蓋采用了同類發(fā)動機中少見的鎂鋁合金制造，這種材料重量輕強度高，僅此一項就可以令這款發(fā)動機比同排量機型輕約20公斤。
熟悉發(fā)動機構(gòu)造的人會注意到，老款發(fā)動機采用的進氣歧管往往是由金屬制成，而新一代發(fā)動機均采用硅橡膠合成塑料進氣歧管。這種材質(zhì)的優(yōu)勢不僅僅在重量輕，而且內(nèi)壁光滑，可以大幅度提升進氣效率。CA4GA1發(fā)動機采用的就是這種進氣歧管，僅從這一點設(shè)計看，就可以確認它屬于新一代發(fā)動機。排氣管需要承受高溫，CA4GA1發(fā)動機特別采用了不銹鋼打造，這樣一來它同樣可以擁有極為光滑的內(nèi)壁，從而有效降低排氣阻力。
靜音正時鏈條
正時鏈條可能很多人并不熟悉，但對“更換正時皮帶”這一項維護項目，很多老司機應(yīng)該有所耳聞。在《上篇》中我們提到正時可變這個概念，而事實上凸輪軸的正時是需要精準控制的，它必須與曲軸的運轉(zhuǎn)相位相對應(yīng)。普通發(fā)動機采用正時皮帶來實現(xiàn)這一點，由它來連接曲軸和凸輪軸，這種皮帶帶有卡槽，可以保證不會發(fā)生相對位移。然而皮帶是會老化的，老化后強度下降有可能導(dǎo)致跳齒甚至斷裂。一旦出現(xiàn)這種情況，很可能出現(xiàn)“頂氣門”這樣的嚴重后果。因此正時皮帶必須定期更換，不僅增加車主的維護費用，而且在可靠性方面也存在一定隱患。CA4GA1發(fā)動機采用鋼制正時鏈條替代皮帶，它可以做到終身免維護，而且可靠性極高。與此同時，由于其結(jié)構(gòu)更緊湊、傳遞效率更高，可以有效提升發(fā)動機的響應(yīng)性，因此這種設(shè)計已逐步在最新型的發(fā)動機中普及。
筆式直接點火
點火環(huán)節(jié)對發(fā)動機性能影響是非常大的，它的作用取決于點火系統(tǒng)的設(shè)計，而這其中點火線圈的設(shè)計又是至關(guān)重要的。很多改裝汽車的人都知道，換一根“高壓線”往往就能提升發(fā)動機性能。CA4GA1發(fā)動機采用的筆式直接點火直接將點火線圈設(shè)計在缸蓋上端，免去了所謂的“高壓線”——經(jīng)過點火線圈升壓的電流無需傳遞就直接作用于火花塞，其效果是采用數(shù)千元的“高壓線”都無法匹敵的。它減少了電磁干擾，可以讓燃燒更精準更充分，提升動力的同時還可降低油耗和排放，好處不言而喻。這種單缸獨立點火的設(shè)計意味著它將擁有四個點火線圈，在某個線圈出現(xiàn)故障的時候，其他幾個點火線圈還可正常工作，與常規(guī)單個點火線圈的設(shè)計相比，可靠性進一步提升，使用壽命顯著加長。
電子節(jié)氣門
電子節(jié)氣門也是高檔車型上才能見到的裝備。普通的家用轎車一般采用拉線式機械油門，駕駛員踩下加速踏板后，帶動鋼絲拉線將節(jié)氣門“拉開”，節(jié)氣門開度的大小完全取決于駕駛員的動作。然而對于發(fā)動機而言，駕駛員的操作并不一定是最科學(xué)的，例如不必要的節(jié)氣門開度導(dǎo)致燃燒不充分而增加油耗和排放、節(jié)氣門瞬間打開后對發(fā)動機造成的損害等等。CA4GA1發(fā)動機采用的電子節(jié)氣門可以有效解決這些問題。此時駕駛員踩下加速踏板僅相當于向ECU發(fā)出指令，至于節(jié)氣門打開的時機、大小，則由ECU根據(jù)最佳工況來進行智能控制，使之接近于理想空燃比14.7：1，減少有害氣體排放，綠色環(huán)保，不僅可以提高發(fā)動機效率，而且還可以更好的保護發(fā)動機。
出色的整體設(shè)計
常規(guī)發(fā)動機的活塞運行方向與氣缸內(nèi)徑中心軸是重疊的，CA4GA1發(fā)動機特別在中心軸和曲軸之間設(shè)計了8mm的偏置，這樣一來可以更有效的平衡曲軸與活塞的運行，從而可以更好的提升發(fā)動機轉(zhuǎn)速，不僅令發(fā)動機功率更大，而且發(fā)動機振動更小、噪音更低，無死點，而且由于磨損減小效率提高，在提升發(fā)動機使用壽命的同時，還能有效降低油耗。
完善的傳感控制系統(tǒng)
新型發(fā)動機的一個重要代表就是電控系統(tǒng)，而電控系統(tǒng)的核心就是需要獲得發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的各項數(shù)據(jù)，據(jù)此才能做出正確、精準的判斷。CA4GA1發(fā)動機采用知名品牌日本電裝（日本電裝公司）的電控系統(tǒng)，控制精準，工作穩(wěn)定。CA4GA1發(fā)動機的傳感系統(tǒng)與最新型的發(fā)動機一樣，是非常完善的。在進氣歧管部位，CA4GA1發(fā)動機設(shè)計了進氣溫度和壓力傳感器，它可以精確反饋進氣歧管中空氣的溫度和流速等狀況，為精準噴油提供了必要的數(shù)據(jù)。氣缸內(nèi)的爆震傳感器則可以有效感知發(fā)動機可能存在的爆震，并通過調(diào)整點火正時來修正，讓發(fā)動機運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)、健康。在排氣系統(tǒng)中，設(shè)計師布置了前后兩枚氧傳感器，可以最大程度的探測出廢氣中氧氣的含量，從而更精準的控制空燃比，這對于發(fā)動機效率的提升、油耗的降低以及減少積碳都是很有意義的。
參考資料 >
CA4GA1發(fā)動機圖片、簡介資料來源，主要參數(shù)資料來源1.auto.people.com.cn.2019-07-25
技術(shù)特點資料來源1.www.pcauto.com.cn.2019-07-25
技術(shù)特點資料來源2.www.pcauto.com.cn.2019-07-25