[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)拆解]  廣汽本田冠道將于今年第四季度上市，這款全新SUV的直接競爭對(duì)手是以廣汽豐田漢蘭達(dá)為首的合資品牌中型SUV。為了讓冠道能夠在中型SUV市場“一炮而紅”，本田為它搭載了一個(gè)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)在動(dòng)力參數(shù)上相比同排量競品有著一定的優(yōu)勢。究竟該發(fā)動(dòng)機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性平衡的呢？這款發(fā)動(dòng)機(jī)的VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)又有怎樣的特點(diǎn)呢？這款發(fā)動(dòng)機(jī)與思域Type R上采用的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)又有怎樣的關(guān)系？本文的拆解將逐一為您解讀。

　　早些年，日系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)力夠用是這些發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品給消費(fèi)者的主要印象，也是一部分消費(fèi)者鐘愛于日系車的原因之一。隨著兼顧動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的歐美小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)迅速推向市場，日系自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢顯得越來越弱。一些敏銳的日本廠商在幾年前就已經(jīng)意識(shí)到市場的變化，開始了新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)。

　　可能大家此前在我同事黃榮嘉撰寫的《全面反超對(duì)手 本田混動(dòng)/渦輪技術(shù)解析》也了解到一些關(guān)于本田新一代渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的信息，這三款發(fā)動(dòng)機(jī)除了排量不同，其VTEC氣門控制機(jī)構(gòu)有著各自的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在氣門升程控制機(jī)構(gòu)配置的不同。其中，1.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣側(cè)配置了氣門升程控制機(jī)構(gòu)，2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣側(cè)配置了氣門升程控制機(jī)構(gòu)，1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)沒有配置氣門升程控制機(jī)構(gòu)。不同的配置更多為了在成本與效能之間取得平衡。（注：本田VTEC技術(shù)主要包含氣門正時(shí)調(diào)整和氣門升程控制兩項(xiàng)主要技術(shù)。只要發(fā)動(dòng)機(jī)搭載上述兩項(xiàng)技術(shù)之中的一種或以上，本田便會(huì)把該發(fā)動(dòng)機(jī)稱之為搭載VTEC技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)。）

● 最強(qiáng)動(dòng)力參數(shù)秒殺同級(jí)

　　此次拆解的本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)在參數(shù)上超越了一眾同級(jí)競品，從下表可以看到在最大功率和峰值扭矩上面都是同級(jí)別最強(qiáng)，本文將與大家一起看看這款車型究竟靠什么達(dá)到這樣的參數(shù)？

● 配置排氣門升程控制系統(tǒng)意欲何為？

　　冠道上搭載的這款2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)除了配備主流的進(jìn)排氣可變氣門正時(shí)系統(tǒng)外，還在排氣門一側(cè)配置了氣門升程控制系統(tǒng)，可以對(duì)排氣門的升程實(shí)施分段式控制。本田的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)中，只有搭載在Type R等性能車型上的紅頂K系列發(fā)動(dòng)機(jī)（如第三代思域Type R上的紅頂K20A自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）會(huì)在進(jìn)排氣兩側(cè)都配置氣門升程控制系統(tǒng)；普通版本車型上搭載的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)（如國產(chǎn)第七代雅閣上的K20A7自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）一般只會(huì)在進(jìn)氣側(cè)配置氣門升程控制系統(tǒng)。那冠道上搭載的這款2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)為什么會(huì)只在排氣側(cè)搭載氣門升程控制系統(tǒng)呢？在解決這個(gè)問題之前，我們首先來稍微復(fù)習(xí)一下本田氣門升程控制系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)和原理。

　　下面的這個(gè)視頻是我們此前拆解的本田L(fēng)15B2 1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)（搭載在現(xiàn)款本田飛度、鋒范等車型之上）時(shí)拍攝的進(jìn)氣側(cè)氣門升程控制機(jī)構(gòu)搖臂展示視頻。本次拆解的本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)氣門升程控制機(jī)構(gòu)搖臂在結(jié)構(gòu)上與之類似。

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『本田氣門升程控制機(jī)構(gòu)搖臂展示』

　　言歸正傳，冠道上搭載的這款2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)之所以會(huì)在排氣側(cè)設(shè)置氣門升程控制系統(tǒng)與它是一款渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)有著莫大的關(guān)聯(lián)。在今年早些時(shí)間發(fā)布的一些新型渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（如馬自達(dá)2.5T、大眾1.5TSI）都通過一些措施來促進(jìn)氣缸掃氣過程。通過促進(jìn)氣缸掃氣可降低廢氣殘留量，降低氣缸溫度，抑制爆震，提升壓縮比，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性的提升。

　　冠道搭載的這款2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)通過為排氣門配置氣門升程控制系統(tǒng)，利用排氣門開度變化控制排氣阻力。從本田工程師的介紹中我們也得知，該發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)氣門升程控制系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載高低來調(diào)整排氣門升程的。

　　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)氣缸掃氣強(qiáng)度，確保廢氣殘留量處于合適的水平，避免因EGR比率上升，廢氣殘留量增加而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定；此外，較小的排氣門升程使得廢氣流速有所增加，一定程度增強(qiáng)了排氣脈沖強(qiáng)度，對(duì)于抑制渦輪遲滯現(xiàn)象有一定幫助。

　　應(yīng)用在本田冠道上這款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)2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)那樣，采用了結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特的渦輪增壓器來增強(qiáng)氣缸掃氣效果，而是巧妙地在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣側(cè)配置了本田特有的VTEC氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在不同工況下對(duì)氣缸掃氣效果以及內(nèi)部EGR比率的控制，從而實(shí)現(xiàn)排放水平和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升。

● 冠道的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)與第五代思域Type R有何不同？

　　帶有本田地球夢技術(shù)的2.0T渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)最先是用在第四代思域Type R（底盤代號(hào)為“FK2”）之上，發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)為“K20C1”。而此前已被曝光諜照的第五代思域Type R（基于第十代思域的底盤），其上搭載的是代號(hào)為“K20C3”的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。冠道上搭載的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)同樣為“K20C3”。難道第五代思域Type R上搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)與冠道上搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)是一樣的？

　　為了得到問題的答案，我們特意咨詢了來自日本本田技研的工程師。據(jù)工程師介紹，冠道和第五代思域Type R上搭載的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)基本硬件是相同的，如缸體、活塞、連桿、曲軸等部件。兩款車型搭載的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)最大的區(qū)別在于冠道上搭載的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)配置了能夠抵消活塞往復(fù)慣性力矩的平衡軸，而第五代思域Type R上搭載的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)則沒有配備，為的是進(jìn)一步減少內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)阻力，提升動(dòng)力輸出。

　　兩款車渦輪增壓系統(tǒng)的最大增壓值也有一定區(qū)別，注重動(dòng)力性能的第五代思域Type R最大增壓壓力會(huì)更高一些。

　　冠道和第五代思域Type R是兩款不同類型的車，發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間大小有較大的區(qū)別，所以發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管路因應(yīng)車型不同而有所調(diào)整。但兩款車的中冷器零件（對(duì)增壓后的空氣進(jìn)行冷卻的零部件）是相同的。

● 拆解中我們將看到更多本田的黑科技

　　上面我們?yōu)榇蠹医沂玖吮咎锕诘郎洗钶d的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)與第五代思域Type R上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的區(qū)別以及在排氣側(cè)配置VTEC氣門升程控制系統(tǒng)的原因。下面我們將開始正式的拆解，挖掘這款發(fā)動(dòng)機(jī)更多不為人知的黑科技。

● 進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火系統(tǒng)

　　本田的這臺(tái)K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)是繼L15B9 1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)后，本田在中國市場投放的第二款渦輪增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。我們的拆解就從進(jìn)氣、供油和點(diǎn)火系統(tǒng)開始吧！

　　現(xiàn)在市面上在售的新型渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上大多會(huì)采用一種叫做高滾流燃燒室的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)通過進(jìn)氣道角度及氣缸進(jìn)氣口形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)進(jìn)入氣缸新鮮空氣的滾流強(qiáng)度。在進(jìn)氣行程中制造強(qiáng)滾流能提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，從而降低燃油消耗率。

　　如果各位網(wǎng)友對(duì)于火花塞這個(gè)零部件的參數(shù)還不是很了解，推薦您閱讀《實(shí)用型技術(shù)手冊（4） 火花塞技術(shù)揭秘》，通過該文章您能了解到更多關(guān)于火花塞的實(shí)用知識(shí)。

● VTEC氣門正時(shí)及升程控制系統(tǒng)

　　VTEC氣門正時(shí)及升程控制系統(tǒng)作為本田的專利技術(shù)，每次進(jìn)行本田發(fā)動(dòng)機(jī)拆解都必須重點(diǎn)關(guān)注。前文我們也已經(jīng)介紹過，本田之所以會(huì)在這款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)，主要是為了對(duì)氣缸掃氣效果以及內(nèi)部EGR比率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)排放水平和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升。下面我們通過拆解，進(jìn)一步來看看VTEC氣門正時(shí)及升程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

　　該發(fā)動(dòng)機(jī)的米勒循環(huán)工作模式在部分負(fù)荷工況下介入，目的是利用熱效率較高的米勒循環(huán)工作模式來提升燃油經(jīng)濟(jì)性。在中低負(fù)荷工況下，通過進(jìn)排氣門正時(shí)調(diào)節(jié)器控制氣缸掃氣強(qiáng)度，保證內(nèi)部EGR比率處于合理范圍內(nèi)，避免因?yàn)閺U氣殘留量過大而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定。更多米勒循環(huán)工作模式的解讀，可參看《高壓縮比的秘密 拆創(chuàng)馳藍(lán)天2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)》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，但作用并不相同。本田在這款K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)引入了氣門升程控制系統(tǒng)，為的是在中低負(fù)荷工況下降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，提升廢氣流速，抑制渦輪遲滯；在高負(fù)載工況下，降低排氣阻力，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。

● 集成式排氣歧管與渦輪增壓器

　　和很多主流渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)也采用了在氣缸蓋內(nèi)集成排氣歧管的設(shè)計(jì)。集成式排氣歧管技術(shù)可以讓處于冷機(jī)工況的發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫達(dá)到最適工作溫度；在高轉(zhuǎn)速下能夠通過氣缸蓋內(nèi)環(huán)繞在排氣歧管四周的水套快速帶走熱量從而降低排氣溫度，避免爆燃現(xiàn)象的發(fā)生或減少混合氣加濃噴射導(dǎo)致的燃油消耗。

● 水泵/空調(diào)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)采用了比較傳統(tǒng)的機(jī)械式水泵。而且該發(fā)動(dòng)機(jī)用于控制冷卻系統(tǒng)大小循環(huán)的依然是一個(gè)傳統(tǒng)的石蠟式節(jié)溫器。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到一定程度時(shí)，石蠟式節(jié)溫器會(huì)動(dòng)作，把冷卻系統(tǒng)由小循環(huán)切換至大循環(huán)模式。

● 抵消振動(dòng)的平衡軸

　　根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，相對(duì)于與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的車身等部件，理想的直列四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)主要存在二階往復(fù)慣性力不平衡。為了抵消上述二階往復(fù)慣性力，進(jìn)一步提升發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，該2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)底部設(shè)計(jì)有兩根旋轉(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)，就是振動(dòng)頻率為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率兩倍的振動(dòng)。

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『本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸轉(zhuǎn)動(dòng)演示視頻』

　　不是所有的直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置能夠抵消二階振動(dòng)的平衡軸。本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)之所以在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置平衡軸，主要還是考慮到這款發(fā)動(dòng)機(jī)裝載車型的定位較高，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性有更高的要求。

● 讓缸體更“結(jié)實(shí)”的分體式設(shè)計(jì)

　　本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體采用的是分體式設(shè)計(jì)，相比起龍門式缸體設(shè)計(jì)有更好的剛性，對(duì)于抑制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)有正面作用。

　　我們可以看到本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的缸筒之間設(shè)計(jì)了冷卻液槽，相同的設(shè)計(jì)我們在福特1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)上同樣可以看到。這些冷卻液槽是為了減低缸筒頂部溫度而專門設(shè)計(jì)的，利用流動(dòng)的冷卻液迅速帶走積聚在氣缸排氣側(cè)熱量，能有效避免早燃或爆震現(xiàn)象的發(fā)生，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性。

● 冷卻油道讓活塞不再“發(fā)燒”

　　本田2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞除了在側(cè)面噴涂了常見的減摩涂層外，還在活塞內(nèi)部設(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?shù)臏囟�，從而降低燃燒室的溫度�?/p>

　　我們可以看到，活塞底部有兩個(gè)圓孔，這兩個(gè)圓孔是冷卻油道的進(jìn)油孔和出油孔。潤滑油道內(nèi)的潤滑油是通過位于缸體底部的潤滑油噴嘴噴入冷卻油道內(nèi)的。機(jī)油流經(jīng)活塞內(nèi)部能更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)，其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍�軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力矩轉(zhuǎn)變?yōu)榍�軸對(duì)外輸出的扭矩，以驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度以及平衡措施對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)平順性有重要意義。

全文總結(jié)：

　　本田K20C3 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)采用的高滾流燃燒室設(shè)計(jì)是目前的一個(gè)主流設(shè)計(jì)方向，能夠提升混合氣燃燒速度，提升燃效。在活塞內(nèi)部設(shè)置冷卻油道的設(shè)計(jì)也是我們發(fā)動(dòng)機(jī)拆解節(jié)目首次看到，這種設(shè)計(jì)為發(fā)動(dòng)機(jī)活塞冷卻提供一種更為有效的新思路。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)性能競賽或?qū)⒗�開帷幕。這將是一場精彩的科技競賽，我們拭目以待吧！最后我們特別鳴謝廣汽本田以及東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)公司對(duì)本次采編提供的協(xié)助與支持。（圖/文 汽車之家 常慶林 攝 汽車之家 黃榮嘉/陳海傭）