北京艾森通用LSY 2.0T发动机有何神通
2021-05-19 07:39 艾森ECU升级(北京运营中心)
不知道你还有没有这样的刻板印象,提到美系车或者美系发动机,就会想到那些大块头、大排量。相信看完这篇内容,一定会颠覆你的认知。在这样一个节能减排的时代,美国车一直在蜕变,就比如下面这台通用2.0T使用了可变缸技术(或者说闭缸技术),能“四缸变两缸”,这是怎么回事,到底牛在哪?
取代老前辈的理由不是马力
这台通用2.0T发动机来自于新款的雪佛兰探界者车上,官方称其为“第八代Ecotec 2.0T智能变缸涡轮发动机”,代号LSY,与之匹配的还是通用9速HYDRAMATIC手自一体变速箱。简而言之,探界者从2019款到2021款,变速箱没变,而换上了通用最新的2.0T发动机。
国内不断变严苛的排放标准,鼓励节能减排的“双积分”政策,以及未来要面对的“碳中和”目标等等,从政府政策层面上在催生这些高燃效、低排放发动机的诞生。通用新一代的2.0T发动机到底牛在哪?我需要先从其拿手的可变缸技术开始说起。
魔术般的变缸是怎么变的?
可变缸技术并不是暂停部分气缸的运转,活塞和曲轴都保持正常旋转,而只是不再点火做功。核心的原理在于气门的开闭控制,LSY 2.0T具备Tripower可变气门管理技术,硬件上包括专属设计的进排气凸轮轴、气门、电控执行器等等。
省多少油?省在哪?
官方表示,通用的可变缸技术让LSY 2.0T相比上一代发动机节油10%左右。这个10%油耗降低大体来源于:1、中间两缸闭缸时,省去的泵气损失、气门运动的机械损失、燃烧的热量损失等;2、在低负荷下,两缸工作相比四缸工作,可以让发动机处于更经济的运转区间。
相比其它家来说,通用LSY 2.0T的特点是具有更多段的升程调节(0、低、高三段)。换句话说,它不仅有闭缸技术,还有可变气门升程技术(VVL)。两套系统让搭载这台2.0T的雪佛兰探界者实现三种模式:
1、“四缸澎湃模式”:主要适用于急加速、高速匀速行驶,进、排气门都保持在高升程状态;
2、“四缸高效模式”:主要适用于中高速匀速行驶,进气门保持在低升程状态;
3、“两缸畅行模式”:主要适用于中低速匀速、减速、下坡行驶,中间两缸的气门升程为0(即闭缸)
可变缸技术核心零部件如下:
我们发现了6个凸轮轴位置传感器,分别探测进排气侧凸轮轴的角度和横向位置,对凸轮轴更精准地探测是实现气门正时和升程控制的基础。如今的LSY在电控系统上尤其的重视,或许早年间L62发动机之殇让通用更加意识到控制系统的重要性。
除了可变缸技术,LSY 2.0T还具备进排气双可变气门正时系统DVVT,其采用中置式结构,相比传统的侧置式能更迅速地响应气门最优的开启时刻
LSY 2.0T省油的秘密
● 缸数切换,振动会不会翻倍?
从四缸到两缸,或者从两缸到四缸之间的切换,意味着发动机的振动模型完全不同。虽然四个气缸里的活塞一直在旋转,但活塞对曲轴的推力截然不同。为了改善本身的振动水平,LSY 2.0T在缸体底部加入了两根平衡轴。
让发动机表现出良好的平顺性,不单单靠平衡轴、曲轴的设计,其发动机、车身的隔振也起到了关键作用。在实际驾驶搭载这台发动机的通用车型时,也许有极少数敏感的人能够感受到四缸与两缸工作的切换,但我在体验探界者的几天时间里,完全没有察觉出气缸的切换。当然,仪表盘和显示屏也不会给你任何提示。通用的目标便是让人毫无察觉地使用这项技术。
● 省油的秘密一:350Bar高压喷射
这台LSY 2.0T采用了如今主流的350Bar(35MPa)缸内燃油喷射系统,相比此前的200Bar系统其喷油压力变得更高,能实现更好的燃油雾化效果,燃油粒子直径仅为8微米。这就好比把柴火劈得更细碎,在燃烧时更充分,热效率也就更高了。不管是国内还是国外的车企,在新一代发动机上都开始普及这项技术。
● 省油的秘密二:这个排气不简单
LSY 2.0T的排气设计值得细品。它采用了缸盖集成式排气歧管,也就是说它把原先排气歧管与气缸盖合二为一,它的主要目标不是为发动机体积变小,而是为了燃油经济性。改个排气管就能省油了?这其中的奥秘在于排气热量的合理应用。
发动机的热效率像一块蛋糕,在工作时被各个部分瓜分得只剩下四成左右,其中一部分便是热量损失。如何利用好燃油燃烧时产生的热量是一门科学,如今集成式排气歧管在中小排量发动机上越来越常见。
也许你会纳闷排气口为什么只有三个?这不是四缸机吗?
原因是LSY 2.0T采用了霍尼韦尔公司生产的双流道涡轮增压器,与之匹配的排气歧管进行了专门设计,中间的排气口为2、3缸融合在一起的出口,1、4缸各自独立出口(进入增压器涡道内再合二为一),这对于发动机低转速的涡轮迟滞现象有很大的改善。
双流道涡轮增压器越来越常见,除了霍尼韦尔外,供应商博格华纳也在为宝马、奔驰、长城等车企提供这种增压器。它的核心目的是解决排气管的相互干涉效应,让排气更通畅,同时增压性能也更好。为什么双流道增压器要这样进行气缸分组呢?原因是四缸机的点火顺序为1-3-4-2或者1-2-4-3,点火相位相隔的气缸工作是同步的,所以将2、3缸与1、4缸各分成一组是最合理的。
● 省油的秘密三:变排量机油泵
传统的两段式机油泵能够更加发动机的高低负荷,调整机油泵的功率和供油量。而这种无级调节的机油泵可以更精确地、更多级地根据负荷大小,匹配最合适的供油量。这也是本着更科学不浪费的设计逻辑。
● 省油的秘密四:轻量化设计
轻量化方面,除了铝合金的缸体和缸盖外,在这台发动机上你能找到很多降低重量的工艺和材料。运转的零部件减重,让发动机的负载降低,直接改善了节油性。壳体、附件等部分的减重也能间接地改善整车的燃油经济性。
发动机上节油的秘密不止这几点,减少摩擦损失、减少泵气损失、提升燃烧效果等也都改善了发动机的燃油经济性。
● 总结
有些朋友可能感受过上一代的通用2.0T发动机,那台代号LTG的2.0T机器明显是倾向于高性能的输出,261马力在当时的2.0T里是非常强势的。而这一代的LSY 2.0T它采用了非常多的节油技术,可变缸技术、主动热管理、变排量机油泵等等等,显然通用在节能减排的大趋势下,改变2.0T发动机的性格。
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