君威/君越2.0T使用的是代號(hào)為L(zhǎng)DK(歐洲代號(hào)為:A20NHT)的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī),此發(fā)動(dòng)機(jī)是國(guó)內(nèi)市面上少數(shù)能與福特GTDi 2.0T/大眾TSI 2.0T抗衡的產(chǎn)品。這款發(fā)動(dòng)機(jī)源自于2007年在首次用在龐蒂克Solstice GXP上的那款SIDI(Spark Ignition Direct Injection)渦輪增壓ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)(代號(hào)為L(zhǎng)NF)。本文將以代號(hào)為L(zhǎng)DK的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)為例,說(shuō)明此系列發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。
● ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)的前世今生:
ECOTEC GEN II的第一款產(chǎn)品,代號(hào)為L(zhǎng)NF的縱置發(fā)動(dòng)機(jī)。
在2007年,一款渦輪增壓缸內(nèi)直噴ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)被引進(jìn)到當(dāng)年的龐蒂克Solstice GXP以及Saturn(土星)Sky RedLine,其代號(hào)為L(zhǎng)NF。這款ECOTEC LNF發(fā)動(dòng)機(jī)采用縱向布置的形式,排氣量為1998cc。
由于采用了形成缸徑相同(86mmX 86mm)的方形氣缸結(jié)構(gòu),因而能兼顧低轉(zhuǎn)扭矩和高轉(zhuǎn)速爆發(fā)力。在1980年代末誕生的豐田3S-FE/3S-GE/3G-GTE發(fā)動(dòng)機(jī)以及近年的本田K20A和三菱4B11T均采用了這種方形氣缸結(jié)構(gòu)。LNF發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為9.2:1,最大增壓壓力為1.4bar,最大功率190kW/5300rpm,最大扭矩350Nm/2500~5250rpm。
LNF發(fā)動(dòng)機(jī)作為L(zhǎng)DK/LHU發(fā)動(dòng)機(jī)的始祖具有如下特點(diǎn):
性能版本的LNF發(fā)動(dòng)機(jī)——LDK和LHU
LDK和LHU這兩個(gè)版本的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)在LNF發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上提高壓縮比至9.3:1。LHU則在LDK基礎(chǔ)上增加了對(duì)E85生物燃料的支持。國(guó)內(nèi)君威/君越2.0T上的發(fā)動(dòng)機(jī)就是代號(hào)為L(zhǎng)DK的版本。而君威GS國(guó)內(nèi)版采用的是LDK版本。君威GS國(guó)外版則是采用LHU版本。
君威/君越上的ECOTEC 2.0T曾被傳來(lái)自于薩博LK9有誤
薩博LK9也被稱作B207,擁有低功率版本(B207L:129kW/5500rpm;265Nm/2500~4000rpm)以及高功率版本(B207R:154kW/5300rpm;300Nm/2500~4000rpm),屬于第一代ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。君威/君越上的ECOTEC 2.0T是屬于第二代ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。LK9和LDK在缸體結(jié)構(gòu)上有很多相似之處。但作為上一代ECOTEC產(chǎn)品的分支,LK9并沒(méi)有使用雙VVT氣門(mén)正時(shí)技術(shù)。所以從先進(jìn)性上,LDK要比LK9要高一個(gè)等級(jí)。
● LDK發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)解析:
獨(dú)特的雙對(duì)旋平衡軸結(jié)構(gòu)
作為一款標(biāo)準(zhǔn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),必然擺脫不了發(fā)動(dòng)機(jī)平順性比直六或者V6發(fā)動(dòng)機(jī)遜色的特點(diǎn)。所以在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置平衡軸則是理所當(dāng)然的事情。平衡軸消振的原理是使用偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)相反的振動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)消振的效果。發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸一般有兩種設(shè)置方式:1.設(shè)置在曲軸下方,由曲軸通過(guò)相應(yīng)的齒輪帶動(dòng),結(jié)構(gòu)較為緊湊。2.設(shè)置在氣缸兩側(cè),由曲軸通過(guò)鏈條帶動(dòng),消振效果比較好。
當(dāng)平衡軸的轉(zhuǎn)速和曲軸同速時(shí),能消除發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一階振動(dòng);當(dāng)平衡軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的兩倍時(shí),能消除發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二階振動(dòng)。階數(shù)越高,振幅越小,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響越少。
LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的雙平衡軸中,其中一根轉(zhuǎn)速和曲軸等速,消除發(fā)動(dòng)機(jī)的一階振動(dòng);另一根轉(zhuǎn)速為曲軸兩倍,消除發(fā)動(dòng)機(jī)的二階振動(dòng)。LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的雙對(duì)旋平衡軸機(jī)構(gòu)使得其有相當(dāng)不錯(cuò)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性。
而作為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,福特EcoBoost GTDi 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡軸位于曲軸底部;大眾2.0TSI的平衡軸與LDK發(fā)動(dòng)機(jī)類似,位于氣缸兩側(cè)。而小排量低功率的大眾EA111 1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)則沒(méi)有設(shè)計(jì)平衡軸。
鈉冷氣門(mén)技術(shù)
中空鈉冷氣門(mén)技術(shù)多用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。由于渦輪直噴發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部工作溫度較高,使得排氣門(mén)工作環(huán)境比較嚴(yán)酷,因而就引進(jìn)了鈉冷氣門(mén)技術(shù)。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門(mén)使用的就是鈉冷氣門(mén)。鈉冷氣門(mén)是空心的,在氣門(mén)中央的空腔中會(huì)填滿金屬鈉。當(dāng)氣門(mén)工作時(shí),頭部溫度非常高,鈉吸熱氣化上升至氣門(mén)桿頂部經(jīng)冷卻水散熱,從而提高是氣門(mén)散熱能力得到提升。
單渦輪雙渦管,增壓壓力為1.25bar
LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用了單渦輪雙渦管的輕質(zhì)渦輪,最大增壓壓力為1.25bar。最大增壓值比福特EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)的1.2bar要稍高一些。渦輪的渦管1與1、4缸排氣門(mén)連接;渦輪的渦管2與2、3缸排氣門(mén)連接。雙渦管的好處在于降低了渦輪的遲滯效應(yīng),同時(shí)也減小了各個(gè)氣缸在排氣時(shí)的互相干擾(LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序?yàn)椋?-3-4-2)。
通用Ecotec LDK與大眾TSI、福特EcoBoost一樣,都采用了單渦輪雙渦管的廢氣渦輪,來(lái)減輕渦輪遲滯效應(yīng),使發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更好的響應(yīng)性。而類似寶馬N54這樣的使用一大一小雙輕質(zhì)渦輪來(lái)減輕渦輪遲滯效應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)則越來(lái)越少。即使是寶馬自身也意識(shí)到雙渦輪系統(tǒng)的復(fù)雜性,在改進(jìn)版的N55發(fā)動(dòng)機(jī)上還是改用了單渦輪雙渦管的設(shè)計(jì)并大幅精簡(jiǎn)外圍進(jìn)排氣系統(tǒng)來(lái)獲得性能的提升。
外置式中冷器,能降低溫度200℃
通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用了外置式中冷器。有數(shù)據(jù)稱,該中冷器能把壓縮空氣的溫度降低200攝氏度左右,這對(duì)提高進(jìn)氣效率有很大的幫助。
缸內(nèi)直噴,油軌壓力50-150bar
通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)使用了博世生產(chǎn)的高壓油泵。此高壓油泵帶有電控燃油計(jì)量閥,可以精確控制噴油量。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓油軌內(nèi)的燃油壓力為50-150bar。其最高噴射壓力與福特EcoBoost GTDi以及大眾EA888 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)一致。估計(jì)通用、福特、大眾都采用的是博世的汽油直噴技術(shù),因而在參數(shù)上都大同小異。
雙可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)
通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)使用了雙可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù),可對(duì)進(jìn)排氣門(mén)的正時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用的凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用的是葉片式(Vane Type)的,因而更為精確。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)最大可以使相應(yīng)的凸輪實(shí)現(xiàn)25度的最大轉(zhuǎn)角。
總結(jié):通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)以及可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)都可匹敵業(yè)內(nèi)頂尖的福特EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)。而其特有的雙對(duì)旋平衡軸以及鈉冷排氣門(mén)則使通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及平順性進(jìn)一步得到優(yōu)化。通用Ecotec 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)獲得“Ward’s Auto World”2011年度全球十佳發(fā)動(dòng)機(jī)的稱號(hào)可謂是實(shí)至名歸。
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發(fā)動(dòng)機(jī)
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渦輪增壓
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