配置排氣門(mén)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(chǎng)“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(mèng)技術(shù)的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)，與同排量的競(jìng)品相比，在動(dòng)力參數(shù)上有一定的優(yōu)勢(shì)。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(mén)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(guó)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(ài)日系車(chē)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(chǎng)，日本自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越弱。幾年前，一些敏銳的日本廠商意識(shí)到了市場(chǎng)的變化，開(kāi)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(xiě)的《完全超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(mén)控制機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在氣門(mén)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(mén)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(mén)升程控制機(jī)構(gòu)，1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)未配備氣門(mén)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(jí)別很多競(jìng)品。從下表可以看出，無(wú)論是最大功率還是峰值扭矩，都是同級(jí)別中最強(qiáng)的。本文將看看這個(gè)模型真正依靠什么來(lái)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(mén)正時(shí)系統(tǒng)外，還在排氣門(mén)側(cè)配備了氣門(mén)升程控制系統(tǒng)，可以分段控制排氣門(mén)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(mén)升程控制系統(tǒng)；普通車(chē)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(mén)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(mén)升程控制系統(tǒng)？在解決這個(gè)問(wèn)題之前，我們先來(lái)回顧一下本田氣門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(lái)促進(jìn)氣缸的掃氣過(guò)程。通過(guò)促進(jìn)氣缸掃氣，可以減少?gòu)U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(duì)排氣門(mén)的氣門(mén)升程控制系統(tǒng)，通過(guò)排氣門(mén)開(kāi)度的變化來(lái)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(mén)升程控制系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)排氣門(mén)升程的。

同時(shí)利用進(jìn)排氣可變氣門(mén)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(mén)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(méi)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(lái)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(mén)正時(shí)和升程控制系統(tǒng)，來(lái)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(mèng)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(hào)為“K20C1”。之前曝光過(guò)諜照的第五代思域Type R，搭載了代號(hào)為“K20C3”的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。冠道上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)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(wèn)題的答案，我們特意咨詢(xún)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(chē)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(méi)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(chē)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(lèi)型的車(chē)，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(chē)型不同進(jìn)行調(diào)整。但是兩車(chē)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(mén)升程控制系統(tǒng)。接下來(lái)，我們將開(kāi)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(guó)市場(chǎng)的第二款渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。先說(shuō)進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火系統(tǒng)。

現(xiàn)在市場(chǎng)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(guò)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(duì)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(cè)》《披露火花塞技術(shù)》，通過(guò)這本手冊(cè)你可以了解到更多關(guān)于火花塞的實(shí)用知識(shí)。

● VTEC氣門(mén)正時(shí)和升程控制系統(tǒng)

VTEC氣門(mén)正時(shí)和升程控制系統(tǒng)作為本田的專(zhuān)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(guò)，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(mén)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(guò)拆解來(lái)仔細(xì)看看VTEC氣門(mén)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(guò)進(jìn)排氣門(mén)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(guò)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(shuō)明，請(qǐng)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(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)上采用的氣門(mén)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(mén)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?chē)乃籽杆賻ё?，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(lái)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(chē)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(chē)輛定位更高，對(duì)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(mén)式缸體設(shè)計(jì)有更好的剛性，對(duì)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(zhuān)門(mén)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(guò)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(rùn)滑油冷卻油道，可以通過(guò)流動(dòng)的潤(rùn)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(rùn)滑油通道中的潤(rùn)滑油通過(guò)位于缸體底部的潤(rùn)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(chē)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和平衡措施對(duì)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(zhuān)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(guó)市場(chǎng)的初步布局，新一輪發(fā)動(dòng)機(jī)性能競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⒗_(kāi)序幕。這將是一場(chǎng)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(duì)本次編輯和剪輯的協(xié)助和支持。