[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 在我們所處的地球上,,走過百年歲月的車企并不算多,。其中凱迪拉克作為美系豪華車的代表品牌,一直給我們留下的都是“大排量自吸”這種印象,,似乎和“節(jié)能減排”并不沾邊,。但近幾年全球氣候變化與排放法規(guī)的升級(jí),讓這些原本偏愛“大排量”的車企也開始折騰小排量發(fā)動(dòng)機(jī),。隨著凱迪拉克XT4車型正式上市,,通用第八代Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī)系列也正式加入戰(zhàn)局。我們今天要聊的這款2.0T Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī),,正是打響第一槍的排頭兵,。它的秘密武器,是一個(gè)能神不知鬼不覺悄悄關(guān)閉兩個(gè)缸的技術(shù),。
-第八代Ecotec 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)和它的“閉缸技術(shù)”
此次搭載在凱迪拉克XT4車型上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)(28T)是通用旗下第八代Ecotec系列發(fā)動(dòng)機(jī)的首款產(chǎn)品,。根據(jù)此前一貫的命名方式來看這是一款2.0T高功率版本的發(fā)動(dòng)機(jī),用它來跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的低功率發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)陣,,總覺得有一些“田忌賽馬”的味道,。
同級(jí)競(jìng)品2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及車輛加速油耗成績(jī) | ||||
車型 | 凱迪拉克XT4 28T 兩驅(qū)技術(shù)型 | 寶馬X1 sDrive20Li 領(lǐng)先型 | 沃爾沃XC40 T4 四驅(qū)破曉冰雪白 | 捷豹E-PACE P200 |
發(fā)動(dòng)機(jī)排量(mL) | 1998 | 1998 | 1969 | 1997 |
最大功率(Ps/rpm) | 241/5000 | 192/5000 | 190/4700 | 200/5500 |
最大扭矩(N·m/rpm) | 350/1500~4000 | 280/1250 | 300/1400~4000 | 320/1200~4500 |
工信部油耗(L/100km) | 7.2 | 未公布 | 7.4 | 7.7 |
官方0~100km/h加速時(shí)間(s) | 7.6 | 未公布 | 8.5 | 9.1 |
為了能讓它在市場(chǎng)上一炮而紅,通用也為之配備了像雙渦管電控泄壓閥渦輪增壓器,、35MPa燃油直噴系統(tǒng)等對(duì)車輛性能有積極影響的動(dòng)力技術(shù),。
-緩解遲滯:雙渦管電動(dòng)泄壓閥渦輪增壓器
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度慢是很多消費(fèi)者不買賬的主要原因之一。而通用在第八代Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī)上則采用了“雙渦管渦輪增壓器”來解決這一問題,。
雙渦管渦輪增壓系統(tǒng)能夠更好的適應(yīng)帶有閉缸技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī),,同時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高性能工況時(shí),也有助于提升車輛的動(dòng)力響應(yīng)速度,,讓最大扭矩“比平時(shí)來的更早一些”,。
-高壓噴油:35MPa燃油直噴系統(tǒng)
此前通用在國(guó)內(nèi)車型上雖然也使用高壓缸內(nèi)直噴技術(shù),但都是20MPa(也就是200Bar)的噴射壓力,,這套35MPa(350Bar)燃油直噴系統(tǒng)還是通用第一次在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的車型上應(yīng)用,。要知道,法拉利的812superfast也的高壓直噴系統(tǒng)噴射壓力也是35MPa,相比很多仍停留在20MPa級(jí)別的對(duì)手而言,,通用的這項(xiàng)高壓噴射技術(shù)也算比較領(lǐng)先了,。
相比頂置直噴設(shè)計(jì),側(cè)置直噴的優(yōu)勢(shì)在于容易形成有助于提升燃油效率的滾流,。但是,,它也同樣容易讓燃油濺在缸壁上造成濕壁效應(yīng)。此前通用已經(jīng)在上一代發(fā)動(dòng)機(jī)上采用頂置直噴設(shè)計(jì)來解決濕壁效應(yīng)的問題,,但在這一代2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)上卻沒有看到這樣的設(shè)計(jì),,或許是考慮到頂置直噴會(huì)占用更多的空間從而做出的讓步。
-重中之重:Tripower可變氣門管理技術(shù)
如今全球的排放法規(guī)愈發(fā)苛刻,,除了美國(guó),、歐洲相繼出臺(tái)限制燃油車排量和排放的管理辦法之外,我國(guó)也即將在2020年正式實(shí)施“國(guó)六-A”排放法規(guī),。
如果繼續(xù)降低發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù),,短時(shí)間似乎很難實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和排放的平衡。所以,,像福特,、通用甚至奔馳等車企就開始在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上再加一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閉缸技術(shù),從而讓車輛更加節(jié)能,。
眾所周知,發(fā)動(dòng)機(jī)閉缸技術(shù)(又稱為可變缸技術(shù),,下文統(tǒng)稱為閉缸技術(shù))最初源自于可變氣門升程這項(xiàng)技術(shù),。該技術(shù)通過切換凸輪軸上高低不同的凸輪來改變發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣氣門的升程,從而達(dá)到讓一套發(fā)動(dòng)機(jī)擁有兩種不同工況的目的,。
在兩段式可變氣門升程的基礎(chǔ)上,,通用的工程師們又在2、3號(hào)氣缸的進(jìn)氣凸輪軸上加入了一個(gè)沒有升程的零角度凸輪,,同時(shí)在2,、3號(hào)缸的排氣凸輪軸上也加入了相應(yīng)的零升程凸輪,。這樣一來就使得2、3號(hào)氣缸的進(jìn)氣門與排氣門能夠在低負(fù)載工況下完全閉合,進(jìn)入兩缸超經(jīng)濟(jì)模式,。也就是我們俗稱的“閉缸”。
但它與本田的i-VTEC可變氣門升程技術(shù)有一些區(qū)別,,更與寶馬的Valvetronic電子氣門技術(shù)和英菲尼迪的VVEL系統(tǒng)有著巨大的差異,。畢竟后兩者的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)氣門的無級(jí)變化,讓發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)更加靈活多變,。
值得一提的是,,這套系統(tǒng)可能并不像大多數(shù)人想的那樣是在高速公路巡航狀態(tài)下才切換到兩缸超經(jīng)濟(jì)模式,它是為了應(yīng)對(duì)城市內(nèi)中低速工況下駕駛員收起油門時(shí)的低負(fù)載狀態(tài),比如下坡或是長(zhǎng)距離滑行,。這主要是因?yàn)樵诟咚傺埠綘顟B(tài)下,,車輛需要更強(qiáng)的動(dòng)力來保證車輛前行,說人話就是“兩缸拽不動(dòng)”,。
但即便有了這項(xiàng)技術(shù),,也不可能讓閉缸狀態(tài)下的凱迪拉克XT4油耗減半。畢竟發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載沒有發(fā)生變化,,也就是仍然需要做同樣多的功才能讓車輛前進(jìn),。同時(shí)繼續(xù)保持工作的1、4號(hào)氣缸需要拽著“懶得動(dòng)”的2,、3號(hào)氣缸繼續(xù)運(yùn)動(dòng),,這也需要消耗一些能量。
-兩大難題:如何平衡振動(dòng)與熱量,?
辯證唯物主義哲學(xué)告訴我們“事物都是一分為二的”,,所以任何一個(gè)優(yōu)秀的新技術(shù)也一定存在著一定的問題。那么,,閉缸技術(shù)所帶來的問題是什么呢,?簡(jiǎn)單來說主要有兩個(gè):振動(dòng)平衡與熱量平衡。
至于為什么選擇關(guān)閉中間的2,、3號(hào)氣缸,,而不是兩頭的1、4號(hào)氣缸,,據(jù)工程師表示是因?yàn)橥鈧?cè)氣缸更容易找到振動(dòng)平衡點(diǎn),,能在一定程度上降低閉缸帶來的NVH問題。
與此同時(shí),,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入閉缸狀態(tài)后,,2、3號(hào)氣缸不工作也就不會(huì)產(chǎn)生熱量,,而外側(cè)的1,、4號(hào)氣缸繼續(xù)工作產(chǎn)生高溫,這就容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的熱量不均勻,。長(zhǎng)此以往,,難免會(huì)因?yàn)槭軣岵痪鶎?dǎo)致缸體出現(xiàn)變形。
-延伸閱讀:閉缸技術(shù)是凱迪拉克首創(chuàng)的,?
雖然在近幾年閉缸技術(shù)越來越多的被提及,,但它的歷史其實(shí)比很多人想象的要悠久的多。作為該項(xiàng)技術(shù)的先驅(qū),,凱迪拉克早在二戰(zhàn)期間已經(jīng)開始在大排量發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行“可變氣缸”的嘗試,。
這是汽車行業(yè)中首個(gè)量產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)閉缸技術(shù),,從名字也能直觀的看出來,該系統(tǒng)可以讓八缸發(fā)動(dòng)機(jī)在八缸,、六缸以及四缸三種不同工作模式下運(yùn)行,,能夠在一定程度上節(jié)省燃油消耗。
即使是美國(guó)這樣的“汽車大國(guó)”也有相當(dāng)多的民眾感到不適應(yīng),,所以不少人開始把目光轉(zhuǎn)向當(dāng)時(shí)更加節(jié)能的6缸與4缸車型上,,這也對(duì)很多以大排量發(fā)動(dòng)機(jī)為主的車企銷量產(chǎn)生了影響。
在那個(gè)年代,,能讓八缸發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)載工況時(shí)關(guān)閉2個(gè)或是4個(gè)氣缸絕對(duì)是十分超前的技術(shù),,只不過研發(fā)周期太短導(dǎo)致很多工藝和技術(shù)并不成熟,所以在實(shí)際使用時(shí)出現(xiàn)了很多的可靠性問題,,并沒有達(dá)到凱迪拉克官方的預(yù)期,。
最終,凱迪拉克還是給所有搭載L62發(fā)動(dòng)機(jī)的車型刷了系統(tǒng),,使它們可以屏蔽掉這個(gè)創(chuàng)新技術(shù),,永久工作在八缸模式下。雖然首次嘗試遭遇了失敗,,但這也給后來凱迪拉克繼續(xù)深挖閉缸技術(shù)累積了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn),。
-編輯總結(jié)
從大眾到福特,再到如今的凱迪拉克XT4,,這項(xiàng)原本為了讓大排量發(fā)動(dòng)機(jī)更加節(jié)油而發(fā)明技術(shù),,如今卻在排放法規(guī)和環(huán)保要求的作用下重新煥發(fā)出勃勃生機(jī)。據(jù)通用官方透露,,凱迪拉克XT4搭載的這套Ecotec 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)不僅滿足2020年即將登場(chǎng)的國(guó)六-A標(biāo)準(zhǔn),,甚至超前達(dá)到了2023年才實(shí)施的國(guó)六-B標(biāo)準(zhǔn)。套用趙本山小品《賣拐》中的臺(tái)詞,,這些車企現(xiàn)在都學(xué)會(huì)搶答了。
而此前一直有論調(diào)認(rèn)為內(nèi)燃機(jī)時(shí)代已經(jīng)快要結(jié)束,,只有電氣化才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能減排,。如今,這種說法似乎也開始變得不再那么絕對(duì),。像通用這樣有深厚技術(shù)沉淀的車企,,內(nèi)燃機(jī)技術(shù)仍然沒有達(dá)到瓶頸。而隨著閉缸技術(shù)的發(fā)展,,似乎未來四缸,、三缸發(fā)動(dòng)機(jī)仍有很大的發(fā)展空間。說不定某一天我們還能看到兩缸發(fā)動(dòng)機(jī),,再閉一個(gè)缸的神奇操作呢,?只不過單缸工作會(huì)抖成什么樣,,這就是另一個(gè)問題了。(文\圖 汽車之家 楊鵬)
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