誰動了我的氣缸 凱迪拉克XT4發動機解析

凱迪拉克XT4（查成交價|參配|優惠政策）的的心臟：Ecotec 2.0T發動機

在我們生活的地球上，走過百年的汽車公司并不多。其中，凱迪拉克作為美國豪華車的代表品牌，一直給我們留下“大排量自吸”的印象，似乎與“節能減排”毫無關系。但近年來，隨著全球氣候變化和排放法規的升級，這些原本偏愛“大排量”的車企也開始折騰小排量發動機。隨著凱迪拉克XT4車型的正式上市，通用汽車第八代Ecotec發動機系列也正式加入戰斗。我們今天要講的2.0T Ecotec發動機，就是打響第一槍的排頭兵。它的秘密武器是一種技術，可以安靜地關閉兩個氣缸，而不會被注意到。

——第八代Ecotec 2.0T發動機及其“閉缸技術”

搭載在凱迪拉克XT4上的2.0T發動機是通用第八代Ecotec系列發動機的首款產品。按照之前的命名方式，這是2.0T大功率版本的發動機。用來和競爭對手的低功率發動機競爭，總感覺像是“田雞賽馬（查成交價|參配|優惠政策）”。

為了讓它在市場上一炮而紅，通用還為它配備了對車輛性能有積極影響的動力技術，比如雙渦管電子泄壓閥渦輪增壓器和35MPa燃油直噴系統。

-緩解遲滯:雙渦卷電動減壓閥渦輪增壓器

渦輪增壓發動機響應速度慢是很多消費者不買的主要原因之一。通用在第八代Ecotec發動機中采用了“雙渦管渦輪增壓器”來解決這個問題。

雙渦管渦輪增壓系統可以更好地適應采用閉缸技術的發動機。同時，當發動機處于高性能工況時，也有助于提高車輛的動態響應速度，使最大扭矩“來得比平時早”。

-高壓燃油噴射:35MPa燃油直噴系統

此前，雖然通用在國產車型中也采用了高壓缸內直噴技術，但噴射壓力為20MPa。這套35MPa燃油直噴系統是通用汽車首次在國產車型上應用。要知道，法拉利的812superfast還有一個高壓直噴系統，噴射壓力為35MPa。與許多仍停留在20MPa水平的競爭對手相比，通用高壓噴射技術相對先進。

與頂置直噴的設計相比，側置直噴的優點是容易形成滾流，有助于提高燃油效率。但是燃油也容易濺到氣缸壁上，造成濕壁效應。此前通用為了解決濕壁效應問題，在上一代發動機中采用了頂置直噴設計，但在這一代2.0T發動機中并沒有看到這樣的設計，或許是考慮到頂置直噴會占用更多空小時，從而做出讓步。

通用的秘密武器：Tripower可變氣門管理技術

-重中之重:Tripower可變氣門管理技術

如今，全球排放法規越來越嚴格。除了美歐相繼出臺的限制燃油車排放和排放的管理措施外，我國將于2021年正式實施“國六A”排放法規。

如果我們繼續減少發動機氣缸的數量，似乎很難在短時間內實現動力和排放之間的平衡。因此，福特、通用甚至奔馳等公司開始在小排量發動機上增加發動機閉缸技術，讓車輛更加節能。

眾所周知，發動機閉缸技術最初起源于可變氣門升程技術。這項技術通過切換凸輪軸上不同高度的凸輪來改變發動機進排氣門的升程，從而達到一套發動機有兩種不同工況的目的。

在兩級可變氣門升程的基礎上，總工程師在2、3缸的進氣凸輪軸上增加了無升程的零角度凸輪，在2、3缸的排氣凸輪軸上也增加了相應的零升程凸輪。這樣，2號和3號氣缸的進氣門和排氣門就可以在低負荷工況下完全關閉，進入雙缸超經濟模式。又稱“閉缸”。

然而，它與本田的i-VTEC可變氣門升程技術有一些不同，與寶馬的Valvetronic電子氣門技術和菲尼迪的VVEL系統有巨大的不同。畢竟后兩種技術可以實現氣門的無級變速，讓發動機的工作狀態更加靈活多變。

值得一提的是，這個系統可能不會像大多數人想的那樣，在高速公路巡航時切換到雙缸超經濟模式。它是為了應對城市中低速條件下，如下坡或長途出租車，駕駛員加大油門時的低負荷狀態而設計的。這主要是因為在高速巡航的狀態下，車輛需要更強的動力來保證車輛前進，也就是說“兩缸不能動”。

但即使有了這項技術，凱迪拉克XT4在閉缸狀態下的油耗也不可能減半。畢竟發動機的負荷沒有變化，也就是說還需要做同樣的功才能讓車輛前進。同時，保持工作的1號、4號氣缸需要拖動“懶得動”的2號、3號氣缸繼續運動，也需要消耗一些能量。

-兩大問題:如何平衡振動和熱量？

辯證唯物主義哲學告訴我們“萬物分為兩部分”，所以任何優秀的新技術都必然存在一些問題。那么，閉缸技術帶來了哪些問題呢？簡單來說，主要有兩種:振動平衡和熱平衡。

至于為什么中間的2號和3號氣缸是關閉的，而不是兩端的1號和4號氣缸，根據工程師的說法，外缸更容易找到振動平衡點，可以在一定程度上減少氣缸關閉帶來的NVH問題。

同時，當發動機進入閉缸狀態時，2號、3號氣缸不工作就不會產生熱量，而外側的1號、4號氣缸會繼續工作產生高溫，容易導致發動機氣缸體內熱量不均。長此以往，不可避免地會因為加熱不均勻而導致缸體變形。

-延伸閱讀:氣缸關閉技術是凱迪拉克首創的？

雖然近年來氣缸關閉技術被提及的越來越多，但它的歷史實際上比許多人想象的要長得多。作為這項技術的先驅，凱迪拉克早在二戰時期就開始在大排量發動機上嘗試“變缸”。

這是汽車行業第一個量產的發動機閉缸技術。從名字可以直觀地看出，這個系統可以讓八缸發動機在八缸、六缸、四缸三種不同的工作模式下運行，在一定程度上可以節省油耗。

即使在美國這樣的“汽車大國”，也有相當一部分人感到不舒服，于是很多人開始將目光轉向當時更節能的6缸和4缸車型，這也影響了很多大排量發動機汽車企業的銷量。

當時八缸發動機在低負荷工況下關閉兩個或四個氣缸絕對是非常先進的技術，但是研發周期太短，導致很多工藝和技術不成熟，所以在實際使用中存在很多可靠性問題，沒有達到凱迪拉克官方的預期。

最終，凱迪拉克為所有搭載L62發動機的車型刷了這套系統，讓它們可以屏蔽這一創新技術，永久工作在八缸模式。雖然第一次嘗試失敗，但也為凱迪拉克繼續深耕閉缸技術積累了相當的經驗。

-編輯摘要

從大眾到福特，再到現在的凱迪拉克XT4，這項技術最初是為了讓大排量發動機更省油而發明的，但現在在排放法規和環保要求的作用下，它又重新煥發了活力。據通用官方披露，凱迪拉克XT4的Ecotec 2.0T發動機不僅達到了將于2021年亮相的國VI -A標準，還提前達到了將于2023年實施的國VI -B標準。套用趙本山小品《賣拐》里的臺詞，這些車企現在都在學著先回答。

此前有觀點認為，內燃機時代即將結束，只有電氣化才能實現進一步節能減排。如今，這種說法似乎變得不那么絕對了。對于像通用這樣有著深厚技術沉淀的車企來說，內燃機技術依然沒有達到瓶頸。但是隨著閉缸技術的發展，看來四缸和三缸發動機在未來還是會有很大的發展空。也許有一天，我們能再次看到雙缸發動機合上一缸的神奇操作？只是單缸會搖成什么樣，這是另一個問題。

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