秒殺同級的本田2.0T發(fā)動機究竟神在哪？

配置排氣門升程控制系統(tǒng)的原因

廣汽本田冠道（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）將于今年第四季度上市。這款全新SUV的直接競爭對手是廣汽豐田漢蘭達（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）領銜的合資中型SUV。為了讓冠道在中型SUV市場“一炮而紅”，本田為其配備了全新的2.0T渦輪增壓發(fā)動機。這款搭載地球夢技術的2.0T發(fā)動機，與同排量的競品相比，在動力參數(shù)上有一定的優(yōu)勢。發(fā)動機如何實現(xiàn)動力性和燃油經(jīng)濟性的平衡？這臺發(fā)動機的VTEC氣門正時和升程控制系統(tǒng)有什么特點？這臺發(fā)動機和思域（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）Type R使用的2.0T發(fā)動機有什么關系？本文的拆解將為您一一講解。

早年日本廠商在中國投放的發(fā)動機產(chǎn)品一直以自然吸氣為主。油耗低、皮實耐用、動力充足是這些發(fā)動機產(chǎn)品給消費者的主要印象，也是部分消費者喜愛日系車的原因之一。隨著歐美兼具動力性和燃油經(jīng)濟性的小排量渦輪增壓發(fā)動機迅速推向市場，日本自然吸氣發(fā)動機的優(yōu)勢越來越弱。幾年前，一些敏銳的日本廠商意識到了市場的變化，開始了新一代渦輪增壓發(fā)動機產(chǎn)品的研發(fā)。

也許你已經(jīng)在我的同事黃寫的《完全超越競爭對手本田混動/渦輪的技術分析》中了解到了一些關于本田新一代渦輪增壓發(fā)動機的信息。除了排量不同，這三款發(fā)動機還有各自的VTEC氣門控制機構(gòu)特點，主要體現(xiàn)在氣門升程控制機構(gòu)的不同配置上。其中，1.0T發(fā)動機在進氣側(cè)配備氣門升程控制機構(gòu)，2.0T發(fā)動機在排氣側(cè)配備氣門升程控制機構(gòu)，1.5T發(fā)動機未配備氣門升程控制機構(gòu)。不同的配置更多的是在成本和性能之間取得平衡。

●最強的功率參數(shù)在同一水平上達到峰值。

拆解后的本田2.0T發(fā)動機在參數(shù)上超越了同級別很多競品。從下表可以看出，無論是最大功率還是峰值扭矩，都是同級別中最強的。本文將看看這個模型真正依靠什么來實現(xiàn)這樣的參數(shù)。

●配置排氣閥升程控制系統(tǒng)的意圖是什么？

安裝在冠道上的2.0T發(fā)動機除了主流的進排氣可變氣門正時系統(tǒng)外，還在排氣門側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)，可以分段控制排氣門的升程。本田K系列發(fā)動機中，只有紅頂K系列發(fā)動機在進排氣兩側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)；普通車型上的K系列發(fā)動機一般只在進氣側(cè)配備氣門升程控制系統(tǒng)。為什么皇冠（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）路上這臺2.0T發(fā)動機只在排氣側(cè)配備了氣門升程控制系統(tǒng)？在解決這個問題之前，我們先來回顧一下本田氣門升程控制系統(tǒng)的機理和原理。

下面的視頻是我們拆解本田L15B2 1.5L發(fā)動機時拍攝的進氣門升程控制機構(gòu)的搖臂顯示視頻。本次拆解的本田K20C3 2.0T發(fā)動機排氣門升程控制機構(gòu)搖臂結(jié)構(gòu)相似。

更多精彩視頻可在視頻頻道“本田氣門升程控制機構(gòu)搖臂顯示”中找到

在離家更近的地方，冠道上的2.0T發(fā)動機之所以在排氣側(cè)配備氣門升程控制系統(tǒng)，與它是渦輪增壓發(fā)動機這一事實密切相關。今年早些時候發(fā)布的一些新渦輪增壓發(fā)動機采取了一些措施來促進氣缸的掃氣過程。通過促進氣缸掃氣，可以減少廢氣的殘留量，降低氣缸溫度，抑制爆震，提高壓縮比，最終提高動力性和燃油經(jīng)濟性。

皇冠上的2.0T發(fā)動機配備了針對排氣門的氣門升程控制系統(tǒng)，通過排氣門開度的變化來控制排氣阻力。從本田工程師的介紹中，我們也知道這款發(fā)動機的排氣門升程控制系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動機負荷來調(diào)節(jié)排氣門升程的。

同時利用進排氣可變氣門正時機構(gòu)動態(tài)調(diào)節(jié)氣缸的掃氣強度，保證排氣剩余量處于合適水平，避免因EGR比和排氣剩余量增加而導致發(fā)動機工作不穩(wěn)定；此外，較小的排氣門升程增加了排氣流量，在一定程度上增強了排氣脈沖強度，有助于抑制渦輪遲滯。

在本田冠道上，這款2.0T發(fā)動機并沒有像大眾1.5TSI發(fā)動機和馬自達2（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）.5T發(fā)動機那樣采用結(jié)構(gòu)獨特的渦輪增壓器來增強氣缸的掃氣效果，而是在發(fā)動機排氣側(cè)巧妙配置了本田獨有的VTEC氣門正時和升程控制系統(tǒng)，來控制不同工況下氣缸的掃氣效果和內(nèi)EGR比，從而提升排放水平和發(fā)動機性能。

冠道與思域Type R 2.0T發(fā)動機的區(qū)別

●冠道2.0T發(fā)動機與第五代思域Type R有什么區(qū)別？

搭載本田地球夢技術的2.0T渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動機首次用于第四代思域Type R，發(fā)動機代號為“K20C1”。之前曝光過諜照的第五代思域Type R，搭載了代號為“K20C3”的2.0T發(fā)動機。冠道上的2.0T發(fā)動機車型也是“K20C3”。第五代思域Type R上的發(fā)動機和冠道上的發(fā)動機一樣嗎？

為了得到問題的答案，我們特意咨詢了日本本田技術研究院的工程師。據(jù)該工程師介紹，冠道2.0T發(fā)動機與第五代思域Type R的基本硬件相同，如缸體、活塞、連桿、曲軸等部件。兩款車型的2.0T發(fā)動機最大的區(qū)別在于冠道上的2.0T發(fā)動機配備了可以抵消活塞往復慣性力矩的平衡軸，而第五代思域Type R上的2.0T發(fā)動機則沒有配備，以進一步降低內(nèi)部行駛阻力，提高動力輸出。

兩款車的渦輪增壓系統(tǒng)的最大增壓值存在一定差異，注重動力性能的第五代思域Type R的最大增壓壓力會更高。

皇冠和第五代思域Type R是兩種不同類型的車，發(fā)動機艙空尺寸相差較大，所以發(fā)動機進排氣管道根據(jù)車型不同進行調(diào)整。但是兩車的中冷器零件是一樣的。

●我們會看到更多本田的黑科技在拆解。

我們已經(jīng)揭示了本田冠道上的2.0T發(fā)動機和第五代思域Type R上的2.0T發(fā)動機的區(qū)別，以及為什么在排氣側(cè)安裝了VTEC氣門升程控制系統(tǒng)。接下來，我們將開始正式拆解，探索這款發(fā)動機更多未知的黑科技。

●進氣、供油和點火系統(tǒng)

本田K20C3 2.0T發(fā)動機是繼L15B9 1.5T發(fā)動機之后，本田投放中國市場的第二款渦輪增壓直噴發(fā)動機。先說進氣、供油和點火系統(tǒng)。

現(xiàn)在市場上大多數(shù)新型渦輪增壓汽油發(fā)動機都采用了一種叫做高滾流燃燒室的設計。這種設計通過優(yōu)化進氣角度和氣缸進氣口的形狀，提高了進入氣缸的新鮮空空氣的翻滾強度。在進氣沖程中產(chǎn)生強滾流可以提高發(fā)動機的燃燒效率，從而降低油耗率。

如果你對火花塞的參數(shù)不是很了解，我推薦你閱讀《實用技術手冊》《披露火花塞技術》，通過這本手冊你可以了解到更多關于火花塞的實用知識。

● VTEC氣門正時和升程控制系統(tǒng)

VTEC氣門正時和升程控制系統(tǒng)作為本田的專利技術，必須關注本田發(fā)動機的每一次拆卸。前面我們已經(jīng)介紹過，本田之所以會在這臺K20C3 2.0T發(fā)動機的排氣側(cè)設置氣門升程控制系統(tǒng)，主要是為了控制氣缸的掃氣效果和內(nèi)部EGR比，從而提高排放水平和發(fā)動機性能。讓我們通過拆解來仔細看看VTEC氣門正時和升程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

發(fā)動機的米勒循環(huán)工作模式涉及部分負荷工況，為了提高燃油經(jīng)濟性采用熱效率更高的米勒循環(huán)工作模式。在中低負荷工況下，通過進排氣門的正時調(diào)節(jié)器控制氣缸的掃氣強度，保證內(nèi)部EGR比在合理范圍內(nèi)，避免過多的廢氣殘留導致發(fā)動機運行不穩(wěn)定。關于米勒循環(huán)工作模式的更多說明，請參考《高壓縮比藍天2.0L發(fā)動機的秘密拆解與創(chuàng)造》的介紹。

本田在不同類型發(fā)動機上采用的氣門升程控制系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)相似，但功能不同。本田在K20C3 2.0T發(fā)動機排氣側(cè)引入了氣門升程控制系統(tǒng)，以降低發(fā)動機排放，增加廢氣流量，抑制中低負荷工況下的渦輪遲滯。在高負荷條件下，降低排氣阻力，提高發(fā)動機的功率輸出。

排氣歧管/渦輪增壓器/平衡軸/附件

●集成排氣歧管和渦輪增壓器

和很多主流的渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動機一樣，本田2.0T發(fā)動機也采用了缸蓋集成排氣歧管的設計。集成排氣歧管技術可使發(fā)動機在冷態(tài)工況下迅速升溫至最佳工作溫度；高速時，熱量可被氣缸蓋內(nèi)排氣歧管周圍的水套迅速帶走，從而降低排氣溫度，避免爆燃的發(fā)生或降低濃混合氣噴射造成的油耗。

低水泵空壓縮機/發(fā)電機/啟停電機

本田K20C3 2.0T發(fā)動機采用傳統(tǒng)機械水泵。更何況發(fā)動機還是用傳統(tǒng)的石蠟恒溫器來控制冷卻系統(tǒng)的循環(huán)。當冷卻液溫度達到一定水平時，石蠟恒溫器會動作，將冷卻系統(tǒng)從小循環(huán)切換到大循環(huán)模式。

低平衡軸以抵消振動

根據(jù)發(fā)動機原理，理想的直列四缸四沖程發(fā)動機與車身等與發(fā)動機連接的部件相比，主要存在二階往復慣性力的不平衡。為了抵消上述二階往復慣性力，進一步提高發(fā)動機的運行穩(wěn)定性，2.0T發(fā)動機底部設計了兩個旋轉(zhuǎn)方向相反、轉(zhuǎn)速為曲軸兩倍的平衡軸。所謂發(fā)動機的二階振動，就是頻率是發(fā)動機轉(zhuǎn)速兩倍的振動。

更多精彩視頻可在汽用視頻頻道“本田2.0T發(fā)動機平衡軸轉(zhuǎn)動演示視頻”中找到

并非所有直列四缸發(fā)動機的發(fā)動機內(nèi)部都有平衡軸，可以抵消二階振動。本田K20C3 2.0T發(fā)動機之所以在發(fā)動機中配備平衡軸，主要是因為這款發(fā)動機搭載的車輛定位更高，對發(fā)動機運轉(zhuǎn)平順性要求更高。

分體式缸體/活塞冷卻油道/曲軸/連桿

●分體式設計，使氣缸更加“堅固”

本田2.0T發(fā)動機的缸體采用分體式設計，比龍門式缸體設計有更好的剛性，對抑制發(fā)動機工作時產(chǎn)生的振動有積極作用。

我們可以看到本田2.0T發(fā)動機的氣缸之間設計了冷卻液槽，在福特1.5T發(fā)動機上也可以看到同樣的設計。這些冷卻液槽是專門為降低缸筒頂部溫度而設計的。流動的冷卻液可以快速帶走氣缸排氣側(cè)積聚的熱量，可以有效避免過早燃燒或爆震，提高發(fā)動機的乘坐舒適性。

●冷卻油路使活塞不再“發(fā)燒”

本田2.0T發(fā)動機的活塞側(cè)面噴涂了普通的減摩涂層，活塞內(nèi)部還設置了潤滑油冷卻油道，可以通過流動的潤滑油從內(nèi)部降低活塞頂部的溫度，從而降低燃燒室的溫度。

我們可以看到活塞底部有兩個圓孔，分別是冷卻油路的進油孔和出油孔。潤滑油通道中的潤滑油通過位于缸體底部的潤滑油噴嘴噴入冷卻油通道。流經(jīng)活塞的油可以有效帶走活塞的熱量，降低活塞的工作溫度。

●活塞/連桿/曲軸

曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機中的主要運動機構(gòu)，其作用是將活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用在活塞上的扭矩轉(zhuǎn)化為曲軸輸出的扭矩，驅(qū)動汽車車輪旋轉(zhuǎn)。曲柄連桿機構(gòu)的強度和平衡措施對發(fā)動機壽命和運行舒適性具有重要意義。

全文摘要:

本田K20C3 2.0T發(fā)動機采用的高滾流燃燒室設計是目前主流的設計方向，可以提高混合氣的燃燒速度和燃油效率?；钊麅?nèi)部冷卻油通道的設計也首次出現(xiàn)在我們的發(fā)動機拆解專欄中。這種設計為發(fā)動機活塞冷卻提供了更有效的新思路。隨著本田在今年內(nèi)完成其新一代渦輪增壓發(fā)動機在中國市場的初步布局，新一輪發(fā)動機性能競爭或?qū)⒗_序幕。這將是一場精彩的科技大賽，讓我們拭目以待吧！最后，我們要感謝廣汽本田和東風本田發(fā)動機公司對本次編輯和剪輯的協(xié)助和支持。