配置排氣門升程控制系統(tǒng)的原因

廣汽本田冠道（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）將于今年第四季度上市。這款全新SUV的直接競爭對手是廣汽豐田漢蘭達(dá)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）領(lǐng)銜的合資中型SUV。為了讓冠道在中型SUV市場“一炮而紅”，本田為其配備了全新的2.0T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。這款搭載地球夢技術(shù)的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)，與同排量的競品相比，在動(dòng)力參數(shù)上有一定的優(yōu)勢。發(fā)動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的平衡？這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和思域（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）Type R使用的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)有什么關(guān)系？本文的拆解將為您一一講解。

早年日本廠商在中國投放的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品一直以自然吸氣為主。油耗低、皮實(shí)耐用、動(dòng)力充足是這些發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品給消費(fèi)者的主要印象，也是部分消費(fèi)者喜愛日系車的原因之一。隨著歐美兼具動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)迅速推向市場，日本自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢越來越弱。幾年前，一些敏銳的日本廠商意識到了市場的變化，開始了新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)。

也許你已經(jīng)在我的同事黃寫的《完全超越競爭對手本田混動(dòng)/渦輪的技術(shù)分析》中了解到了一些關(guān)于本田新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的信息。除了排量不同，這三款發(fā)動(dòng)機(jī)還有各自的VTEC氣門控制機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在氣門升程控制機(jī)構(gòu)的不同配置上。其中，1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣側(cè)配備氣門升程控制機(jī)構(gòu)，2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣側(cè)配備氣門升程控制機(jī)構(gòu)，1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)未配備氣門升程控制機(jī)構(gòu)。不同的配置更多的是在成本和性能之間取得平衡。

●最強(qiáng)的功率參數(shù)在同一水平上達(dá)到峰值。

拆解后的本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在參數(shù)上超越了同級別很多競品。從下表可以看出，無論是最大功率還是峰值扭矩，都是同級別中最強(qiáng)的。本文將看看這個(gè)模型真正依靠什么來實(shí)現(xiàn)這樣的參數(shù)。

●配置排氣閥升程控制系統(tǒng)的意圖是什么？

安裝在冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)除了主流的進(jìn)排氣可變氣門正時(shí)系統(tǒng)外，還在排氣門側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)，可以分段控制排氣門的升程。本田K系列發(fā)動(dòng)機(jī)中，只有紅頂K系列發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)排氣兩側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)；普通車型上的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)一般只在進(jìn)氣側(cè)配備氣門升程控制系統(tǒng)。為什么皇冠（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）路上這臺(tái)2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)只在排氣側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)？在解決這個(gè)問題之前，我們先來回顧一下本田氣門升程控制系統(tǒng)的機(jī)理和原理。

下面的視頻是我們拆解本田L(fēng)15B2 1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)拍攝的進(jìn)氣門升程控制機(jī)構(gòu)的搖臂顯示視頻。本次拆解的本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門升程控制機(jī)構(gòu)搖臂結(jié)構(gòu)相似。

更多精彩視頻可在視頻頻道“本田氣門升程控制機(jī)構(gòu)搖臂顯示”中找到

在離家更近的地方，冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)之所以在排氣側(cè)配備氣門升程控制系統(tǒng)，與它是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)這一事實(shí)密切相關(guān)。今年早些時(shí)候發(fā)布的一些新渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)采取了一些措施來促進(jìn)氣缸的掃氣過程。通過促進(jìn)氣缸掃氣，可以減少廢氣的殘留量，降低氣缸溫度，抑制爆震，提高壓縮比，最終提高動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

皇冠上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)配備了針對排氣門的氣門升程控制系統(tǒng)，通過排氣門開度的變化來控制排氣阻力。從本田工程師的介紹中，我們也知道這款發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門升程控制系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來調(diào)節(jié)排氣門升程的。

同時(shí)利用進(jìn)排氣可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)氣缸的掃氣強(qiáng)度，保證排氣剩余量處于合適水平，避免因EGR比和排氣剩余量增加而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定；此外，較小的排氣門升程增加了排氣流量，在一定程度上增強(qiáng)了排氣脈沖強(qiáng)度，有助于抑制渦輪遲滯。

在本田冠道上，這款2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有像大眾1.5TSI發(fā)動(dòng)機(jī)和馬自達(dá)2（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）.5T發(fā)動(dòng)機(jī)那樣采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的渦輪增壓器來增強(qiáng)氣缸的掃氣效果，而是在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)巧妙配置了本田獨(dú)有的VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)，來控制不同工況下氣缸的掃氣效果和內(nèi)EGR比，從而提升排放水平和發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

冠道與思域Type R 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別

●冠道2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)與第五代思域Type R有什么區(qū)別？

搭載本田地球夢技術(shù)的2.0T渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)首次用于第四代思域Type R，發(fā)動(dòng)機(jī)代號為“K20C1”。之前曝光過諜照的第五代思域Type R，搭載了代號為“K20C3”的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)車型也是“K20C3”。第五代思域Type R上的發(fā)動(dòng)機(jī)和冠道上的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣嗎？

為了得到問題的答案，我們特意咨詢了日本本田技術(shù)研究院的工程師。據(jù)該工程師介紹，冠道2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)與第五代思域Type R的基本硬件相同，如缸體、活塞、連桿、曲軸等部件。兩款車型的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)最大的區(qū)別在于冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)配備了可以抵消活塞往復(fù)慣性力矩的平衡軸，而第五代思域Type R上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)則沒有配備，以進(jìn)一步降低內(nèi)部行駛阻力，提高動(dòng)力輸出。

兩款車的渦輪增壓系統(tǒng)的最大增壓值存在一定差異，注重動(dòng)力性能的第五代思域Type R的最大增壓壓力會(huì)更高。

皇冠和第五代思域Type R是兩種不同類型的車，發(fā)動(dòng)機(jī)艙空尺寸相差較大，所以發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管道根據(jù)車型不同進(jìn)行調(diào)整。但是兩車的中冷器零件是一樣的。

●我們會(huì)看到更多本田的黑科技在拆解。

我們已經(jīng)揭示了本田冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)和第五代思域Type R上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別，以及為什么在排氣側(cè)安裝了VTEC氣門升程控制系統(tǒng)。接下來，我們將開始正式拆解，探索這款發(fā)動(dòng)機(jī)更多未知的黑科技。

●進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火系統(tǒng)

本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)是繼L15B9 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)之后，本田投放中國市場的第二款渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。先說進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火系統(tǒng)。

現(xiàn)在市場上大多數(shù)新型渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了一種叫做高滾流燃燒室的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)通過優(yōu)化進(jìn)氣角度和氣缸進(jìn)氣口的形狀，提高了進(jìn)入氣缸的新鮮空空氣的翻滾強(qiáng)度。在進(jìn)氣沖程中產(chǎn)生強(qiáng)滾流可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，從而降低油耗率。

如果你對火花塞的參數(shù)不是很了解，我推薦你閱讀《實(shí)用技術(shù)手冊》《披露火花塞技術(shù)》，通過這本手冊你可以了解到更多關(guān)于火花塞的實(shí)用知識。

● VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)

VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)作為本田的專利技術(shù)，必須關(guān)注本田發(fā)動(dòng)機(jī)的每一次拆卸。前面我們已經(jīng)介紹過，本田之所以會(huì)在這臺(tái)K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)設(shè)置氣門升程控制系統(tǒng)，主要是為了控制氣缸的掃氣效果和內(nèi)部EGR比，從而提高排放水平和發(fā)動(dòng)機(jī)性能。讓我們通過拆解來仔細(xì)看看VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的米勒循環(huán)工作模式涉及部分負(fù)荷工況，為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性采用熱效率更高的米勒循環(huán)工作模式。在中低負(fù)荷工況下，通過進(jìn)排氣門的正時(shí)調(diào)節(jié)器控制氣缸的掃氣強(qiáng)度，保證內(nèi)部EGR比在合理范圍內(nèi)，避免過多的廢氣殘留導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。關(guān)于米勒循環(huán)工作模式的更多說明，請參考《高壓縮比藍(lán)天2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)的秘密拆解與創(chuàng)造》的介紹。

本田在不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的氣門升程控制系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)相似，但功能不同。本田在K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)引入了氣門升程控制系統(tǒng)，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，增加廢氣流量，抑制中低負(fù)荷工況下的渦輪遲滯。在高負(fù)荷條件下，降低排氣阻力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。

排氣歧管/渦輪增壓器/平衡軸/附件

●集成排氣歧管和渦輪增壓器

和很多主流的渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了缸蓋集成排氣歧管的設(shè)計(jì)。集成排氣歧管技術(shù)可使發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)工況下迅速升溫至最佳工作溫度；高速時(shí)，熱量可被氣缸蓋內(nèi)排氣歧管周圍的水套迅速帶走，從而降低排氣溫度，避免爆燃的發(fā)生或降低濃混合氣噴射造成的油耗。

低水泵空壓縮機(jī)/發(fā)電機(jī)/啟停電機(jī)

本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)采用傳統(tǒng)機(jī)械水泵。更何況發(fā)動(dòng)機(jī)還是用傳統(tǒng)的石蠟恒溫器來控制冷卻系統(tǒng)的循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到一定水平時(shí)，石蠟恒溫器會(huì)動(dòng)作，將冷卻系統(tǒng)從小循環(huán)切換到大循環(huán)模式。

低平衡軸以抵消振動(dòng)

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，理想的直列四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與車身等與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的部件相比，主要存在二階往復(fù)慣性力的不平衡。為了抵消上述二階往復(fù)慣性力，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)底部設(shè)計(jì)了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速為曲軸兩倍的平衡軸。所謂發(fā)動(dòng)機(jī)的二階振動(dòng)，就是頻率是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速兩倍的振動(dòng)。

更多精彩視頻可在汽用視頻頻道“本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸轉(zhuǎn)動(dòng)演示視頻”中找到

并非所有直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部都有平衡軸，可以抵消二階振動(dòng)。本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)之所以在發(fā)動(dòng)機(jī)中配備平衡軸，主要是因?yàn)檫@款發(fā)動(dòng)機(jī)搭載的車輛定位更高，對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性要求更高。

分體式缸體/活塞冷卻油道/曲軸/連桿

●分體式設(shè)計(jì)，使氣缸更加“堅(jiān)固”

本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體采用分體式設(shè)計(jì)，比龍門式缸體設(shè)計(jì)有更好的剛性，對抑制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)有積極作用。

我們可以看到本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸之間設(shè)計(jì)了冷卻液槽，在福特1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)上也可以看到同樣的設(shè)計(jì)。這些冷卻液槽是專門為降低缸筒頂部溫度而設(shè)計(jì)的。流動(dòng)的冷卻液可以快速帶走氣缸排氣側(cè)積聚的熱量，可以有效避免過早燃燒或爆震，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的乘坐舒適性。

●冷卻油路使活塞不再“發(fā)燒”

本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞側(cè)面噴涂了普通的減摩涂層，活塞內(nèi)部還設(shè)置了潤滑油冷卻油道，可以通過流動(dòng)的潤滑油從內(nèi)部降低活塞頂部的溫度，從而降低燃燒室的溫度。

我們可以看到活塞底部有兩個(gè)圓孔，分別是冷卻油路的進(jìn)油孔和出油孔。潤滑油通道中的潤滑油通過位于缸體底部的潤滑油噴嘴噴入冷卻油通道。流經(jīng)活塞的油可以有效帶走活塞的熱量，降低活塞的工作溫度。

●活塞/連桿/曲軸

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用在活塞上的扭矩轉(zhuǎn)化為曲軸輸出的扭矩，驅(qū)動(dòng)汽車車輪旋轉(zhuǎn)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和平衡措施對發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和運(yùn)行舒適性具有重要意義。

全文摘要:

本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)采用的高滾流燃燒室設(shè)計(jì)是目前主流的設(shè)計(jì)方向，可以提高混合氣的燃燒速度和燃油效率?；钊麅?nèi)部冷卻油通道的設(shè)計(jì)也首次出現(xiàn)在我們的發(fā)動(dòng)機(jī)拆解專欄中。這種設(shè)計(jì)為發(fā)動(dòng)機(jī)活塞冷卻提供了更有效的新思路。隨著本田在今年內(nèi)完成其新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在中國市場的初步布局，新一輪發(fā)動(dòng)機(jī)性能競爭或?qū)⒗_序幕。這將是一場精彩的科技大賽，讓我們拭目以待吧！最后，我們要感謝廣汽本田和東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)公司對本次編輯和剪輯的協(xié)助和支持。