美式科技大拆解！細(xì)品探界者2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)

探險(xiǎn)者 參考價(jià)：30.98萬(wàn)起

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購(gòu)置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報(bào)價(jià) 車主點(diǎn)評(píng)(1489條)

不知道你有沒(méi)有這樣的刻板印象。當(dāng)你提到美國(guó)汽車或美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，你會(huì)想到那些大排量的汽車。相信看完這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)拆解，一定會(huì)顛覆你的認(rèn)知。在這樣一個(gè)節(jié)能減排的時(shí)代，美國(guó)汽車一直在改變。比如下面的通用2.0T采用可變缸技術(shù)，可以把四缸換成兩缸。這是怎么回事？奶牛在哪里？

●發(fā)動(dòng)機(jī)拆解視頻版

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●更換老前輩的原因不是馬力。

我們今天拆解的通用2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)自全新雪佛蘭探險(xiǎn)者（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）汽車，官方稱之為“第八代Ecotec 2.0T智能變缸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”，代號(hào)LSY，匹配通用9速HYDRAMATIC自動(dòng)手動(dòng)變速箱。簡(jiǎn)而言之，從2019款車型到2021款，探索者將變速箱換成了通用最新的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。

中國(guó)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)節(jié)能減排的“雙積分”政策，以及未來(lái)面臨的“碳中和”目標(biāo)，都從政府政策層面促成了這些高燃油效率、低排放發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生。新一代通用2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在哪里？我需要從它出色的可變氣缸技術(shù)開(kāi)始。

●近40年來(lái)，這項(xiàng)發(fā)明終于迎來(lái)了高光時(shí)刻。

變缸技術(shù)誕生于美國(guó)。1981年，通用旗下的凱迪拉克推出了一款可以在8缸、6缸、4缸之間切換的V8發(fā)動(dòng)機(jī)，并在當(dāng)時(shí)搭載在凱迪拉克DeVille上，這是歷史上第一款用于量產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)變缸技術(shù)。

當(dāng)時(shí)為了響應(yīng)美國(guó)CAFE標(biāo)準(zhǔn)，通用汽車推出了這個(gè)非常創(chuàng)新的技術(shù)方案，早期被稱為按需排量，也就是可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)排量的系統(tǒng)。當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)并非凱迪拉克一家獨(dú)大，而是與其供應(yīng)商合作伙伴伊頓合作的結(jié)果。

當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU芯片可以達(dá)到“每秒30萬(wàn)次計(jì)算”，但用戶已經(jīng)證明，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以支撐電控系統(tǒng)所需的控制水平，導(dǎo)致各種問(wèn)題。比如搖臂控制系統(tǒng)速度不夠快，無(wú)論是加速還是減速，都不能及時(shí)響應(yīng)駕駛員右腳，帶來(lái)動(dòng)力輸出的延遲；閉缸系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)之間存在矛盾，兩者都不能準(zhǔn)確判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，因此經(jīng)常出現(xiàn)噴油過(guò)量或不足的現(xiàn)象。即使在高速巡航時(shí)，電子控制單元也會(huì)崩潰等等。就像玩Switch游戲《分手廚房》時(shí)兩個(gè)人無(wú)法完成合作一樣尷尬。對(duì)于當(dāng)時(shí)的通用來(lái)說(shuō)，這個(gè)水平太難了。

亮點(diǎn)與槽點(diǎn)齊飛，L62發(fā)動(dòng)機(jī)首創(chuàng)了可變缸技術(shù)，但由于控制模塊可靠性差，芯片處理速度慢，大規(guī)模故障和投訴很快接踵而至。因此，凱迪拉克不得不將其退出歷史舞臺(tái)。

通用發(fā)動(dòng)機(jī)工程師的神奇腦洞并沒(méi)有得到想要的效果，L62發(fā)動(dòng)機(jī)的變缸技術(shù)也沒(méi)有落地運(yùn)轉(zhuǎn)，但卻吸引了全球車企的目光，為大家開(kāi)拓了新的思路。那些排量大的大塊頭或許可以兼顧高性能和低油耗，只需要關(guān)閉一些氣缸。后來(lái)，奔馳、本田、克萊斯勒、大眾和馬自達(dá)也推出了類似的產(chǎn)品。

變缸技術(shù)雖然增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，但是早期的燃油經(jīng)濟(jì)性并沒(méi)有大家預(yù)期的那么好，所以并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，基本上只能在大排量和多缸的機(jī)器上使用。21世紀(jì)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）到來(lái)后，全球的油耗和排放法規(guī)更加嚴(yán)格，這迫使車企拿出更省油、排放更低的發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)在對(duì)人民相對(duì)更友好的發(fā)動(dòng)機(jī)上。

2021年，大眾發(fā)布主動(dòng)缸技術(shù)，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)變缸技術(shù)。

2021年，福特在三缸1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)上增加了可變缸技術(shù)，可以瞬間將嘉年華（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）變成雙缸驅(qū)動(dòng)。

2021年，馬自達(dá)還發(fā)布了停缸技術(shù)，使得SKYACTIV-G 2.5L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)在高速巡航時(shí)只使用中間兩個(gè)氣缸，隨后在馬自達(dá)CX-5（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）和馬自達(dá)6（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

作為這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者，通用汽車從未放棄過(guò)可變缸技術(shù)的研發(fā)，在一些重型概念車上也表現(xiàn)出了對(duì)可變缸技術(shù)的執(zhí)著和向往，比如2021年的凱迪拉克Cien概念車，2021年的十六座概念車。

2021年，通用汽車發(fā)布了第三代可變缸技術(shù)，在雪佛蘭Solod的L87 6.2L V8發(fā)動(dòng)機(jī)上率先量產(chǎn)，也從最初的DoD更名為AFM主動(dòng)燃油管理系統(tǒng)。這臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)有17種氣缸工作模式！根據(jù)行駛情況，可以選擇運(yùn)行哪四個(gè)氣缸，切換速度可達(dá)80次/秒。

基于近40年的技術(shù)積累，通用汽車進(jìn)一步擴(kuò)大了可變缸技術(shù)在乘用車市場(chǎng)的應(yīng)用范圍。2021年，一臺(tái)代號(hào)為L(zhǎng)SY的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)誕生。

●魔缸是如何變化的？

言歸正傳，我們目前開(kāi)始拆解通用的主機(jī)LSY 2.0T。拆卸的第一個(gè)目的是了解可變氣缸技術(shù)是如何工作的。

變缸技術(shù)不是暫停某些氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞和曲軸保持正常轉(zhuǎn)動(dòng)，而只是停止點(diǎn)火做功。LSY 2.0T的核心原理是閥門啟閉控制。LSY2.0T擁有Tripower可變氣門管理技術(shù)，硬件包括專門設(shè)計(jì)的進(jìn)排氣凸輪軸、氣門、電控執(zhí)行器等。

節(jié)省了多少油？省在哪里？

官方稱，通用可變缸技術(shù)使LSY 2.0T與上一代發(fā)動(dòng)機(jī)相比節(jié)省約10%的燃油。這10%的油耗降低一般來(lái)自:1。當(dāng)中間兩個(gè)氣缸關(guān)閉時(shí)，泵損失、閥門運(yùn)動(dòng)的機(jī)械損失、燃燒的熱量損失等。被省略；2.在低負(fù)荷下，與四缸運(yùn)行相比，兩缸運(yùn)行可以使發(fā)動(dòng)機(jī)處于更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行范圍。

與其他國(guó)家相比，一般LSY 2.0T的特點(diǎn)是升程調(diào)整階段較多。換句話說(shuō)，它不僅有氣缸關(guān)閉技術(shù)，還有可變氣門升程技術(shù)。這兩個(gè)系統(tǒng)使搭載這款2.0T的雪佛蘭探險(xiǎn)者能夠?qū)崿F(xiàn)三種模式:

1.“四缸澎湃模式”:主要適用于急加速、高速勻速行駛，進(jìn)排氣門保持高升程狀態(tài)；

2.“四缸高效模式”:主要適用于中高速、定速行駛，進(jìn)氣門保持低升程狀態(tài)；

3.“雙缸驅(qū)動(dòng)模式”:主要適用于勻速、減速、中低速下坡行駛，中間兩個(gè)氣缸氣門升程為0。

可變氣缸技術(shù)的核心部件如下:

在拆卸過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了6個(gè)凸輪軸位置傳感器，分別檢測(cè)進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)凸輪軸的角度和橫向位置。更精確地檢測(cè)凸輪軸是氣門正時(shí)和升程控制的基礎(chǔ)。現(xiàn)在LSY特別重視電子控制系統(tǒng)?；蛟S是早年間，L62發(fā)動(dòng)機(jī)的事故讓通用更加意識(shí)到控制系統(tǒng)的重要性。

除了可變缸技術(shù)之外，LSY 2.0T還擁有雙可變氣門正時(shí)系統(tǒng)DVVT，采用了中央結(jié)構(gòu)，能夠比傳統(tǒng)的側(cè)面結(jié)構(gòu)更快地響應(yīng)最佳氣門開(kāi)啟時(shí)間。

●當(dāng)氣缸數(shù)量切換時(shí)，振動(dòng)會(huì)加倍嗎？

從四缸切換到兩缸，或者從兩缸切換到四缸，意味著發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)模型完全不同。盡管四個(gè)氣缸中的活塞總是在旋轉(zhuǎn)，但活塞在曲軸上的推力卻大不相同。為了提高自身的振動(dòng)水平，LSY 2.0T在缸體底部增加了兩根平衡軸。

要使發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)出良好的平順性，不僅平衡軸和曲軸的設(shè)計(jì)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)和車身的隔振都起著關(guān)鍵作用。在駕駛裝有這款發(fā)動(dòng)機(jī)的通用汽車時(shí)，或許有幾個(gè)敏感的人能感受到四缸和兩缸運(yùn)行之間的切換，但在幾天的邊界探險(xiǎn)者體驗(yàn)中，我完全沒(méi)有注意到氣缸的切換。當(dāng)然，儀表盤和顯示屏不會(huì)給你任何提示。通用汽車的目標(biāo)是讓人們?cè)跊](méi)有通知的情況下使用這項(xiàng)技術(shù)。

●節(jié)油秘訣:350Bar高壓噴射

這款LSY 2.0T采用主流的350Bar缸內(nèi)燃油噴射系統(tǒng)。與之前的200Bar系統(tǒng)相比，其噴油壓力變得更高，可以達(dá)到更好的燃油霧化效果，燃油粒徑僅為8微米。這就像把柴火劈成更小的塊，燃燒更充分，熱效率更高。國(guó)內(nèi)外車企都開(kāi)始在新一代發(fā)動(dòng)機(jī)中推廣這項(xiàng)技術(shù)。

●節(jié)油秘訣2:這個(gè)排氣不簡(jiǎn)單。

LSY 2.0T的排氣設(shè)計(jì)值得細(xì)化。它采用的是氣缸蓋一體式排氣歧管，也就是說(shuō)它把原來(lái)的排氣歧管和氣缸蓋結(jié)合在一起，它的主要目標(biāo)不是減少發(fā)動(dòng)機(jī)體積，而是實(shí)現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性。換排氣管能省油嗎？秘訣在于合理利用余熱。

發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率就像一個(gè)蛋糕，在工作中被各種零件分成只有40%左右，其中之一就是熱損失。如何利用好燃料燃燒產(chǎn)生的熱量是一門科學(xué)。如今，集成排氣歧管在中小排量發(fā)動(dòng)機(jī)中越來(lái)越普遍。

你可能會(huì)奇怪為什么只有三個(gè)排氣口。這不是四缸機(jī)嗎？

原因是LSY 2.0T采用了霍尼韋爾公司生產(chǎn)的雙通道渦輪增壓器，匹配的排氣歧管經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)。中間排氣口是2缸和3缸融合在一起的出口，1缸和4缸相互獨(dú)立，大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)的渦輪遲滯現(xiàn)象。

雙通道渦輪增壓器越來(lái)越普遍。除了霍尼韋爾，供應(yīng)商博格華納也在為寶馬、奔馳、長(zhǎng)城提供這類渦輪增壓器。其核心目的是解決排氣管的相互干擾作用，使排氣更加順暢，提高增壓性能。雙通道增壓器為什么這樣組缸？原因是四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序是1-3-4-2或1-2-4-3，不同點(diǎn)火相位的氣缸同步工作。因此，最合理的方法是將氣缸2和3分成一組，分別為氣缸1和4。

●節(jié)油秘訣3:變排量油泵

傳統(tǒng)的兩級(jí)油泵可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的高低負(fù)荷，調(diào)節(jié)油泵的功率和供油。這種無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)油泵可以根據(jù)負(fù)載更精確、更多級(jí)地匹配最合適的供油。這也是基于更科學(xué)和浪費(fèi)的設(shè)計(jì)邏輯。

●燃油經(jīng)濟(jì)性的秘密4:輕量化設(shè)計(jì)

在輕量化方面，除了鋁合金氣缸體和氣缸蓋，你可以在這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上找到許多減輕重量的技術(shù)和材料。運(yùn)轉(zhuǎn)部件的重量減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，直接提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。外殼和附件的減重也可以間接提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的秘訣并不僅限于這幾點(diǎn)。減少摩擦損失、減少泵送損失和改善燃燒效果也提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

●總結(jié)

有些朋友可能已經(jīng)感受到了上一代的通用2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。代號(hào)為L(zhǎng)TG的2.0T機(jī)器顯然傾向于高性能輸出，261馬力在當(dāng)時(shí)的2.0T中非常強(qiáng)勁。拆解這一代LSY 2.0T后，我們發(fā)現(xiàn)它采用了很多節(jié)油技術(shù)，變缸技術(shù)，主動(dòng)熱管理，變排量油泵等等。顯然，在節(jié)能減排的大趨勢(shì)下，通用汽車改變了2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。