谁动了我的气缸 凯迪拉克XT4发动机解析

凯迪拉克XT4（查成交价|参配|优惠政策）的的心脏：Ecotec 2.0T发动机

在我们生活的地球上，走过百年的汽车公司并不多。其中，凯迪拉克作为美国豪华车的代表品牌，一直给我们留下“大排量自吸”的印象，似乎与“节能减排”毫无关系。但近年来，随着全球气候变化和排放法规的升级，这些原本偏爱“大排量”的车企也开始折腾小排量发动机。随着凯迪拉克XT4车型的正式上市，通用汽车第八代Ecotec发动机系列也正式加入战斗。我们今天要讲的2.0T Ecotec发动机，就是打响第一枪的排头兵。它的秘密武器是一种技术，可以安静地关闭两个气缸，而不会被注意到。

——第八代Ecotec 2.0T发动机及其“闭缸技术”

搭载在凯迪拉克XT4上的2.0T发动机是通用第八代Ecotec系列发动机的首款产品。按照之前的命名方式，这是2.0T大功率版本的发动机。用来和竞争对手的低功率发动机竞争，总感觉像是“田鸡赛马（查成交价|参配|优惠政策）”。

为了让它在市场上一炮而红，通用还为它配备了对车辆性能有积极影响的动力技术，比如双涡管电子泄压阀涡轮增压器和35MPa燃油直喷系统。

-缓解迟滞:双涡卷电动减压阀涡轮增压器

涡轮增压发动机响应速度慢是很多消费者不买的主要原因之一。通用在第八代Ecotec发动机中采用了“双涡管涡轮增压器”来解决这个问题。

双涡管涡轮增压系统可以更好地适应采用闭缸技术的发动机。同时，当发动机处于高性能工况时，也有助于提高车辆的动态响应速度，使最大扭矩“来得比平时早”。

-高压燃油喷射:35MPa燃油直喷系统

此前，虽然通用在国产车型中也采用了高压缸内直喷技术，但喷射压力为20MPa。这套35MPa燃油直喷系统是通用汽车首次在国产车型上应用。要知道，法拉利的812superfast还有一个高压直喷系统，喷射压力为35MPa。与许多仍停留在20MPa水平的竞争对手相比，通用高压喷射技术相对先进。

与顶置直喷的设计相比，侧置直喷的优点是容易形成滚流，有助于提高燃油效率。但是燃油也容易溅到气缸壁上，造成湿壁效应。此前通用为了解决湿壁效应问题，在上一代发动机中采用了顶置直喷设计，但在这一代2.0T发动机中并没有看到这样的设计，或许是考虑到顶置直喷会占用更多空小时，从而做出让步。

通用的秘密武器：Tripower可变气门管理技术

-重中之重:Tripower可变气门管理技术

如今，全球排放法规越来越严格。除了美欧相继出台的限制燃油车排放和排放的管理措施外，我国将于2021年正式实施“国六A”排放法规。

如果我们继续减少发动机气缸的数量，似乎很难在短时间内实现动力和排放之间的平衡。因此，福特、通用甚至奔驰等公司开始在小排量发动机上增加发动机闭缸技术，让车辆更加节能。

众所周知，发动机闭缸技术最初起源于可变气门升程技术。这项技术通过切换凸轮轴上不同高度的凸轮来改变发动机进排气门的升程，从而达到一套发动机有两种不同工况的目的。

在两级可变气门升程的基础上，总工程师在2、3缸的进气凸轮轴上增加了无升程的零角度凸轮，在2、3缸的排气凸轮轴上也增加了相应的零升程凸轮。这样，2号和3号气缸的进气门和排气门就可以在低负荷工况下完全关闭，进入双缸超经济模式。又称“闭缸”。

然而，它与本田的i-VTEC可变气门升程技术有一些不同，与宝马的Valvetronic电子气门技术和菲尼迪的VVEL系统有巨大的不同。毕竟后两种技术可以实现气门的无级变速，让发动机的工作状态更加灵活多变。

值得一提的是，这个系统可能不会像大多数人想的那样，在高速公路巡航时切换到双缸超经济模式。它是为了应对城市中低速条件下，如下坡或长途出租车，驾驶员加大油门时的低负荷状态而设计的。这主要是因为在高速巡航的状态下，车辆需要更强的动力来保证车辆前进，也就是说“两缸不能动”。

但即使有了这项技术，凯迪拉克XT4在闭缸状态下的油耗也不可能减半。毕竟发动机的负荷没有变化，也就是说还需要做同样的功才能让车辆前进。同时，保持工作的1号、4号气缸需要拖动“懒得动”的2号、3号气缸继续运动，也需要消耗一些能量。

-两大问题:如何平衡振动和热量？

辩证唯物主义哲学告诉我们“万物分为两部分”，所以任何优秀的新技术都必然存在一些问题。那么，闭缸技术带来了哪些问题呢？简单来说，主要有两种:振动平衡和热平衡。

至于为什么中间的2号和3号气缸是关闭的，而不是两端的1号和4号气缸，根据工程师的说法，外缸更容易找到振动平衡点，可以在一定程度上减少气缸关闭带来的NVH问题。

同时，当发动机进入闭缸状态时，2号、3号气缸不工作就不会产生热量，而外侧的1号、4号气缸会继续工作产生高温，容易导致发动机气缸体内热量不均。长此以往，不可避免地会因为加热不均匀而导致缸体变形。

-延伸阅读:气缸关闭技术是凯迪拉克首创的？

虽然近年来气缸关闭技术被提及的越来越多，但它的历史实际上比许多人想象的要长得多。作为这项技术的先驱，凯迪拉克早在二战时期就开始在大排量发动机上尝试“变缸”。

这是汽车行业第一个量产的发动机闭缸技术。从名字可以直观地看出，这个系统可以让八缸发动机在八缸、六缸、四缸三种不同的工作模式下运行，在一定程度上可以节省油耗。

即使在美国这样的“汽车大国”，也有相当一部分人感到不舒服，于是很多人开始将目光转向当时更节能的6缸和4缸车型，这也影响了很多大排量发动机汽车企业的销量。

当时八缸发动机在低负荷工况下关闭两个或四个气缸绝对是非常先进的技术，但是研发周期太短，导致很多工艺和技术不成熟，所以在实际使用中存在很多可靠性问题，没有达到凯迪拉克官方的预期。

最终，凯迪拉克为所有搭载L62发动机的车型刷了这套系统，让它们可以屏蔽这一创新技术，永久工作在八缸模式。虽然第一次尝试失败，但也为凯迪拉克继续深耕闭缸技术积累了相当的经验。

-编辑摘要

从大众到福特，再到现在的凯迪拉克XT4，这项技术最初是为了让大排量发动机更省油而发明的，但现在在排放法规和环保要求的作用下，它又重新焕发了活力。据通用官方披露，凯迪拉克XT4的Ecotec 2.0T发动机不仅达到了将于2021年亮相的国VI -A标准，还提前达到了将于2023年实施的国VI -B标准。套用赵本山小品《卖拐》里的台词，这些车企现在都在学着先回答。

此前有观点认为，内燃机时代即将结束，只有电气化才能实现进一步节能减排。如今，这种说法似乎变得不那么绝对了。对于像通用这样有着深厚技术沉淀的车企来说，内燃机技术依然没有达到瓶颈。但是随着闭缸技术的发展，看来四缸和三缸发动机在未来还是会有很大的发展空。也许有一天，我们能再次看到双缸发动机合上一缸的神奇操作？只是单缸会摇成什么样，这是另一个问题。

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