[汽車之家 發(fā)動機(jī)拆解] 不知道你還有沒有這樣的刻板印象，提到美系車或者美系發(fā)動機(jī)，就會想到那些大塊頭、大排量。相信看完這期發(fā)動機(jī)大拆解，一定會顛覆你的認(rèn)知。在這樣一個節(jié)能減排的時代，美國車一直在蛻變，就比如下面這臺通用2.0T使用了可變缸技術(shù)（或者說閉缸技術(shù)），能“四缸變兩缸”，這是怎么回事，到底牛在哪？

● 發(fā)動機(jī)拆解視頻版

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● 取代老前輩的理由不是馬力

　　我們今天拆解的這臺通用2.0T發(fā)動機(jī)來自于新款的雪佛蘭探界者車上，官方稱其為“第八代Ecotec 2.0T智能變缸渦輪發(fā)動機(jī)”，代號LSY，與之匹配的還是通用9速HYDRAMATIC手自一體變速箱。簡而言之，探界者從2019款到2021款，變速箱沒變，而換上了通用最新的2.0T發(fā)動機(jī)。

　　國內(nèi)不斷變嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵節(jié)能減排的“雙積分”政策，以及未來要面對的“碳中和”目標(biāo)等等，從政府政策層面上在催生這些高燃效、低排放發(fā)動機(jī)的誕生。通用新一代的2.0T發(fā)動機(jī)到底牛在哪？我需要先從其拿手的可變缸技術(shù)開始說起。

● 近四十載，這項發(fā)明終于迎來了高光時刻

　　可變缸技術(shù)誕生自美國。1981年，通用旗下的凱迪拉克推出了一臺可以實現(xiàn)8缸、6缸、4缸切換的V8發(fā)動機(jī)（代號L62），裝載到了當(dāng)時的凱迪拉克DeVille上，這便是歷史上首次量產(chǎn)應(yīng)用的發(fā)動機(jī)可變缸技術(shù)。

　　當(dāng)時通用汽車為了應(yīng)對美國CAFE標(biāo)準(zhǔn)（油耗及排放評定標(biāo)準(zhǔn)），推出了這項非常有創(chuàng)新性的技術(shù)方案，早期稱之為Displacement on Demand(DoD)即可以按需調(diào)整排量的系統(tǒng)。當(dāng)然這項技術(shù)并不是凱迪拉克獨自完成的，而是與供應(yīng)商伙伴美國伊頓（Eaton）公司合作的成果。

　　當(dāng)時的資料稱發(fā)動機(jī)ECU芯片可達(dá)到"每秒30萬次的計算"，但用戶實際用車過程中證明這個數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以支撐電控系統(tǒng)需要的控制水準(zhǔn)，導(dǎo)致了各種問題的出現(xiàn)。比如搖臂控制系統(tǒng)的速度不夠快，無論是加速還是減速，都不能及時響應(yīng)駕駛員的右腳，這帶來了動力輸出的延遲；閉缸系統(tǒng)和燃油噴射系統(tǒng)產(chǎn)生矛盾，兩者都無法準(zhǔn)確判斷發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，所以經(jīng)常出現(xiàn)過多噴油或者噴油不足的現(xiàn)象；甚至在高速巡航時ECU崩潰等等。這就像大家在玩Switch游戲《分手廚房》時，兩個人無法完成合作時一樣尷尬，對于當(dāng)時的通用來說，這個關(guān)卡太難了。

　　亮點與槽點齊飛，L62發(fā)動機(jī)雖然開創(chuàng)性地實現(xiàn)了可變氣缸技術(shù)，但因為控制模塊的可靠性太差，芯片的處理速度慢等等，很快大面積故障和投訴接踵而至。因此，凱迪拉克不得不讓它退出了歷史舞臺。

　　通用發(fā)動機(jī)工程師神奇的腦洞并沒有得到理想的效果，L62發(fā)動機(jī)的可變缸技術(shù)沒有一炮打響，但這引起了全世界車企的關(guān)注，讓大家開拓了新思路，那些大排量大家伙或許能兼顧高性能和低油耗，只需要關(guān)閉部分的氣缸即可。后來，奔馳、本田、克萊斯勒、大眾、馬自達(dá)等也都推出了類似的產(chǎn)品。

　　可變缸技術(shù)讓發(fā)動機(jī)增加了相當(dāng)?shù)某杀荆�但早期的�?jié)油性卻沒有大家預(yù)期的那么好，所以它并沒有大范圍的應(yīng)用起來，基本只有大排量、多氣缸機(jī)器上會使用。二十一世紀(jì)到來后，全球的油耗和排放法規(guī)更加嚴(yán)苛，這不得不逼迫車企們要拿出更省油更低排放的發(fā)動機(jī)。因此，相對更親民的發(fā)動機(jī)上也開始出現(xiàn)了這項技術(shù)。

　　2012年，大眾發(fā)布Active Cylinder Technology (ACT)，在四缸發(fā)動機(jī)上實現(xiàn)了可變氣缸技術(shù)。

　　2016年，福特在三缸1.0T發(fā)動機(jī)上加入了可變缸技術(shù)，能夠瞬間讓嘉年華變成兩缸驅(qū)動。

　　2017年，馬自達(dá)也發(fā)布了cylinder-deactivation technology，它讓SKYACTIV-G 2.5L四缸發(fā)動機(jī)在高速巡航時只用中間兩個氣缸工作，之后在馬自達(dá)CX-5和馬自達(dá)6實現(xiàn)了量產(chǎn)。

　　作為這項技術(shù)的發(fā)起者，通用汽車一直以來都沒有放棄可變缸技術(shù)的研發(fā)，在一些重磅的概念車上也表露了對可變缸技術(shù)的堅守和憧憬，例如2003年的凱迪拉克Cien概念車、2004年的Sixteen概念車。

　　2018年，通用發(fā)布了第三代可變缸技術(shù)，率先量產(chǎn)在雪佛蘭索羅德的L87 6.2L V8發(fā)動機(jī)上，也由原先的DoD改名為AFM主動燃油管理系統(tǒng)。這臺V8發(fā)動機(jī)竟然有17種氣缸運(yùn)行模式！根據(jù)行駛工況，它可以自行選擇運(yùn)行哪4個缸工作，切換速度能達(dá)到80次/秒。

　　基于近40年的技術(shù)積累，通用進(jìn)一步擴(kuò)大了可變缸技術(shù)在乘用車市場的應(yīng)用范圍，2018年，一款代號LSY的2.0T發(fā)動機(jī)誕生了。

　　它取代了此前的LTG 2.0T，率先搭載到了凱迪拉克XT4和CT6上，隨后別克和雪佛蘭品牌車型也都開始全面鋪廣。此時的可變缸技術(shù)少了些“噱頭”意味，多了些實用，它不再是高配置的專屬，而是真真正正普及到全品牌全系的發(fā)動機(jī)技術(shù)。因此，某種意義上通用迎來了可變缸技術(shù)的高光時刻。

● 魔術(shù)般的變缸是怎么變的？

　　步入正題，我們開始拆解通用汽車目前的主力發(fā)動機(jī)LSY 2.0T。拆解的第一個目的是弄明白可變缸技術(shù)到底是怎么運(yùn)行的？

　　可變缸技術(shù)并不是暫停部分氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞和曲軸都保持正常旋轉(zhuǎn)，而只是不再點火做功。核心的原理在于氣門的開閉控制，LSY 2.0T具備Tripower可變氣門管理技術(shù)，硬件上包括專屬設(shè)計的進(jìn)排氣凸輪軸、氣門、電控執(zhí)行器等等。

　　省多少油？省在哪？

　　官方表示，通用的可變缸技術(shù)讓LSY 2.0T相比上一代發(fā)動機(jī)節(jié)油10%左右。這個10%油耗降低大體來源于：1、中間兩缸閉缸時，省去的泵氣損失、氣門運(yùn)動的機(jī)械損失、燃燒的熱量損失等；2、在低負(fù)荷下，兩缸工作相比四缸工作，可以讓發(fā)動機(jī)處于更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間。

　　 相比其它家來說，通用LSY 2.0T的特點是具有更多段的升程調(diào)節(jié)（0、低、高三段）。換句話說，它不僅有閉缸技術(shù)，還有可變氣門升程技術(shù)（VVL）。兩套系統(tǒng)讓搭載這臺2.0T的雪佛蘭探界者實現(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)、排氣門都保持在高升程狀態(tài)；

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

3、“兩缸暢行模式”：主要適用于中低速勻速、減速、下坡行駛，中間兩缸的氣門升程為0（即閉缸）

　　可變缸技術(shù)核心零部件如下：

　　在拆解的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了6個凸輪軸位置傳感器，分別探測進(jìn)排氣側(cè)凸輪軸的角度和橫向位置，對凸輪軸更精準(zhǔn)地探測是實現(xiàn)氣門正時和升程控制的基礎(chǔ)。如今的LSY在電控系統(tǒng)上尤其的重視，或許早年間L62發(fā)動機(jī)之殤讓通用更加意識到控制系統(tǒng)的重要性。

　　除了可變缸技術(shù)，LSY 2.0T還具備進(jìn)排氣雙可變氣門正時系統(tǒng)DVVT，其采用中置式結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的側(cè)置式能更迅速地響應(yīng)氣門最優(yōu)的開啟時刻。

● 缸數(shù)切換，振動會不會翻倍？

　　從四缸到兩缸，或者從兩缸到四缸之間的切換，意味著發(fā)動機(jī)的振動模型完全不同。雖然四個氣缸里的活塞一直在旋轉(zhuǎn)，但活塞對曲軸的推力截然不同。為了改善本身的振動水平，LSY 2.0T在缸體底部加入了兩根平衡軸。

　　讓發(fā)動機(jī)表現(xiàn)出良好的平順性，不單單靠平衡軸、曲軸的設(shè)計，其發(fā)動機(jī)、車身的隔振也起到了關(guān)鍵作用。在實際駕駛搭載這臺發(fā)動機(jī)的通用車型時，也許有極少數(shù)敏感的人能夠感受到四缸與兩缸工作的切換，但我在體驗探界者的幾天時間里，完全沒有察覺出氣缸的切換。當(dāng)然，儀表盤和顯示屏也不會給你任何提示。通用的目標(biāo)便是讓人毫無察覺地使用這項技術(shù)。

● 省油的秘密一：350Bar高壓噴射

　　這臺LSY 2.0T采用了如今主流的350Bar（35MPa）缸內(nèi)燃油噴射系統(tǒng)，相比此前的200Bar系統(tǒng)其噴油壓力變得更高，能實現(xiàn)更好的燃油霧化效果，燃油粒子直徑僅為8微米。這就好比把柴火劈得更細(xì)碎，在燃燒時更充分，熱效率也就更高了。不管是國內(nèi)還是國外的車企，在新一代發(fā)動機(jī)上都開始普及這項技術(shù)。

● 省油的秘密二：這個排氣不簡單

　　LSY 2.0T的排氣設(shè)計值得細(xì)品。它采用了缸蓋集成式排氣歧管，也就是說它把原先排氣歧管與氣缸蓋合二為一，它的主要目標(biāo)不是為發(fā)動機(jī)體積變小，而是為了燃油經(jīng)濟(jì)性。改個排氣管就能省油了？這其中的奧秘在于排氣熱量的合理應(yīng)用。

　　發(fā)動機(jī)的熱效率像一塊蛋糕，在工作時被各個部分瓜分得只剩下四成左右，其中一部分便是熱量損失。如何利用好燃油燃燒時產(chǎn)生的熱量是一門科學(xué)，如今集成式排氣歧管在中小排量發(fā)動機(jī)上越來越常見。

　　也許你會納悶排氣口為什么只有三個？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)的雙流道渦輪增壓器，與之匹配的排氣歧管進(jìn)行了專門設(shè)計，中間的排氣口為2、3缸融合在一起的出口，1、4缸各自獨立出口(進(jìn)入增壓器渦道內(nèi)再合二為一)，這對于發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速的渦輪遲滯現(xiàn)象有很大的改善。

　　雙流道渦輪增壓器越來越常見，除了霍尼韋爾外，供應(yīng)商博格華納也在為寶馬、奔馳、長城等車企提供這種增壓器。它的核心目的是解決排氣管的相互干涉效應(yīng)，讓排氣更通暢，同時增壓性能也更好。為什么雙流道增壓器要這樣進(jìn)行氣缸分組呢？原因是四缸機(jī)的點火順序為1-3-4-2或者1-2-4-3，點火相位相隔的氣缸工作是同步的，所以將2、3缸與1、4缸各分成一組是最合理的。

● 省油的秘密三：變排量機(jī)油泵

　　傳統(tǒng)的兩段式機(jī)油泵能夠更加發(fā)動機(jī)的高低負(fù)荷，調(diào)整機(jī)油泵的功率和供油量。而這種無級調(diào)節(jié)的機(jī)油泵可以更精確地、更多級地根據(jù)負(fù)荷大小，匹配最合適的供油量。這也是本著更科學(xué)不浪費的設(shè)計邏輯。

● 省油的秘密四：輕量化設(shè)計

　　輕量化方面，除了鋁合金的缸體和缸蓋外，在這臺發(fā)動機(jī)上你能找到很多降低重量的工藝和材料。運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件減重，讓發(fā)動機(jī)的負(fù)載降低，直接改善了節(jié)油性。殼體、附件等部分的減重也能間接地改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　發(fā)動機(jī)上節(jié)油的秘密不止這幾點，減少摩擦損失、減少泵氣損失、提升燃燒效果等也都改善了發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

● 總結(jié)

　　有些朋友可能感受過上一代的通用2.0T發(fā)動機(jī)，那臺代號LTG的2.0T機(jī)器明顯是傾向于高性能的輸出，261馬力在當(dāng)時的2.0T里是非常強(qiáng)勢的。而這一代的LSY 2.0T我們拆解完后，發(fā)現(xiàn)它采用了非常多的節(jié)油技術(shù)，可變缸技術(shù)、主動熱管理、變排量機(jī)油泵等等等，顯然通用在節(jié)能減排的大趨勢下，改變2.0T發(fā)動機(jī)的性格。（文/圖 汽車之家 夏志猛 協(xié)助 王興宇）