秒殺同級的本田2.0T發動機究竟神在哪？

　　[汽車之家 發動機拆解]  廣汽本田冠道將于今年第四季度上市，這款全新SUV的直接競爭對手是以廣汽豐田漢蘭達為首的合資品牌中型SUV。為了讓冠道能夠在中型SUV市場“一炮而紅”，本田為它搭載了一個全新的2.0T渦輪增壓發動機。這款搭載地球夢技術的2.0T發動機在動力參數上相比同排量競品有著一定的優勢。究竟該發動機是如何實現動力和燃油經濟性平衡的呢？這款發動機的VTEC氣門正時和升程控制系統又有怎樣的特點呢？這款發動機與思域Type R上采用的2.0T發動機又有怎樣的關系？本文的拆解將逐一為您解讀。

　　早些年，日系廠商在中國投放的發動機產品一直以自然吸氣為主，油耗低、皮實耐用、動力夠用是這些發動機產品給消費者的主要印象，也是一部分消費者鐘愛于日系車的原因之一。隨著兼顧動力性和燃油經濟性的歐美小排量渦輪增壓發動機迅速推向市場，日系自然吸氣發動機的優勢顯得越來越弱。一些敏銳的日本廠商在幾年前就已經意識到市場的變化，開始了新一代渦輪增壓發動機產品的研發。

　　可能大家此前在我同事黃榮嘉撰寫的《全面反超對手 本田混動/渦輪技術解析》也了解到一些關于本田新一代渦輪增壓發動機的信息，這三款發動機除了排量不同，其VTEC氣門控制機構有著各自的特點，主要體現在氣門升程控制機構配置的不同。其中，1.0T發動機在進氣側配置了氣門升程控制機構，2.0T發動機在排氣側配置了氣門升程控制機構，1.5T發動機沒有配置氣門升程控制機構。不同的配置更多為了在成本與效能之間取得平衡。（注：本田VTEC技術主要包含氣門正時調整和氣門升程控制兩項主要技術。只要發動機搭載上述兩項技術之中的一種或以上，本田便會把該發動機稱之為搭載VTEC技術的發動機。）

● 最強動力參數秒殺同級

　　此次拆解的本田2.0T發動機在參數上超越了一眾同級競品，從下表可以看到在最大功率和峰值扭矩上面都是同級別最強，本文將與大家一起看看這款車型究竟靠什么達到這樣的參數？

● 配置排氣門升程控制系統意欲何為？

　　冠道上搭載的這款2.0T發動機除了配備主流的進排氣可變氣門正時系統外，還在排氣門一側配置了氣門升程控制系統，可以對排氣門的升程實施分段式控制。本田的K系列發動機中，只有搭載在Type R等性能車型上的紅頂K系列發動機（如第三代思域Type R上的紅頂K20A自然吸氣發動機）會在進排氣兩側都配置氣門升程控制系統；普通版本車型上搭載的K系列發動機（如國產第七代雅閣上的K20A7自然吸氣發動機）一般只會在進氣側配置氣門升程控制系統。那冠道上搭載的這款2.0T發動機為什么會只在排氣側搭載氣門升程控制系統呢？在解決這個問題之前，我們首先來稍微復習一下本田氣門升程控制系統的機構和原理。

　　下面的這個視頻是我們此前拆解的本田L15B2 1.5L發動機（搭載在現款本田飛度、鋒范等車型之上）時拍攝的進氣側氣門升程控制機構搖臂展示視頻。本次拆解的本田K20C3 2.0T發動機的排氣側氣門升程控制機構搖臂在結構上與之類似。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻平臺
『本田氣門升程控制機構搖臂展示』

　　言歸正傳，冠道上搭載的這款2.0T發動機之所以會在排氣側設置氣門升程控制系統與它是一款渦輪增壓發動機有著莫大的關聯。在今年早些時間發布的一些新型渦輪增壓發動機（如馬自達2.5T、大眾1.5TSI）都通過一些措施來促進氣缸掃氣過程。通過促進氣缸掃氣可降低廢氣殘留量，降低氣缸溫度，抑制爆震，提升壓縮比，最終實現動力和燃油經濟性的提升。

　　冠道搭載的這款2.0T發動機通過為排氣門配置氣門升程控制系統，利用排氣門開度變化控制排氣阻力。從本田工程師的介紹中我們也得知，該發動機的排氣側氣門升程控制系統是根據發動機負載高低來調整排氣門升程的。

　　同時，利用進排氣可變氣門正時機構動態調節氣缸掃氣強度，確保廢氣殘留量處于合適的水平，避免因EGR比率上升，廢氣殘留量增加而導致發動機工作不穩定；此外，較小的排氣門升程使得廢氣流速有所增加，一定程度增強了排氣脈沖強度，對于抑制渦輪遲滯現象有一定幫助。

　　應用在本田冠道上這款2.0T發動機并沒有像大眾1.5TSI發動機和馬自達2.5T發動機那樣，采用了結構較為獨特的渦輪增壓器來增強氣缸掃氣效果，而是巧妙地在發動機排氣側配置了本田特有的VTEC氣門正時和升程控制系統，實現在不同工況下對氣缸掃氣效果以及內部EGR比率的控制，從而實現排放水平和發動機性能的提升。

● 冠道的2.0T發動機與第五代思域Type R有何不同？

　　帶有本田地球夢技術的2.0T渦輪增壓缸內直噴發動機最先是用在第四代思域Type R（底盤代號為“FK2”）之上，發動機代號為“K20C1”。而此前已被曝光諜照的第五代思域Type R（基于第十代思域的底盤），其上搭載的是代號為“K20C3”的2.0T發動機。冠道上搭載的2.0T發動機型號同樣為“K20C3”。難道第五代思域Type R上搭載的發動機與冠道上搭載的發動機是一樣的？

　　為了得到問題的答案，我們特意咨詢了來自日本本田技研的工程師。據工程師介紹，冠道和第五代思域Type R上搭載的2.0T發動機基本硬件是相同的，如缸體、活塞、連桿、曲軸等部件。兩款車型搭載的2.0T發動機最大的區別在于冠道上搭載的2.0T發動機配置了能夠抵消活塞往復慣性力矩的平衡軸，而第五代思域Type R上搭載的2.0T發動機則沒有配備，為的是進一步減少內部運轉阻力，提升動力輸出。

　　兩款車渦輪增壓系統的最大增壓值也有一定區別，注重動力性能的第五代思域Type R最大增壓壓力會更高一些。

　　冠道和第五代思域Type R是兩款不同類型的車，發動機艙空間大小有較大的區別，所以發動機進排氣管路因應車型不同而有所調整。但兩款車的中冷器零件（對增壓后的空氣進行冷卻的零部件）是相同的。

● 拆解中我們將看到更多本田的黑科技

　　上面我們為大家揭示了本田冠道上搭載的2.0T發動機與第五代思域Type R上的2.0T發動機的區別以及在排氣側配置VTEC氣門升程控制系統的原因。下面我們將開始正式的拆解，挖掘這款發動機更多不為人知的黑科技。

● 進氣、供油和點火系統

　　本田的這臺K20C3 2.0T發動機是繼L15B9 1.5T發動機后，本田在中國市場投放的第二款渦輪增壓直噴發動機。我們的拆解就從進氣、供油和點火系統開始吧！

　　現在市面上在售的新型渦輪增壓汽油發動機上大多會采用一種叫做高滾流燃燒室的設計。這種設計通過進氣道角度及氣缸進氣口形狀的優化設計，增強進入氣缸新鮮空氣的滾流強度。在進氣行程中制造強滾流能提升發動機燃燒效率，從而降低燃油消耗率。

　　如果各位網友對于火花塞這個零部件的參數還不是很了解，推薦您閱讀《實用型技術手冊（4） 火花塞技術揭秘》，通過該文章您能了解到更多關于火花塞的實用知識。

● VTEC氣門正時及升程控制系統

　　VTEC氣門正時及升程控制系統作為本田的專利技術，每次進行本田發動機拆解都必須重點關注。前文我們也已經介紹過，本田之所以會在這款K20C3 2.0T發動機的排氣側設置氣門升程控制系統，主要是為了對氣缸掃氣效果以及內部EGR比率進行控制，實現排放水平和發動機性能的提升。下面我們通過拆解，進一步來看看VTEC氣門正時及升程控制系統的結構。

　　該發動機的米勒循環工作模式在部分負荷工況下介入，目的是利用熱效率較高的米勒循環工作模式來提升燃油經濟性。在中低負荷工況下，通過進排氣門正時調節器控制氣缸掃氣強度，保證內部EGR比率處于合理范圍內，避免因為廢氣殘留量過大而導致發動機工作不穩定。更多米勒循環工作模式的解讀，可參看《高壓縮比的秘密 拆創馳藍天2.0L發動機》的介紹。

　　本田在不同類型發動機上采用的氣門升程控制系統雖然結構相似，但作用并不相同。本田在這款K20C3 2.0T發動機的排氣側引入了氣門升程控制系統，為的是在中低負荷工況下降低發動機排放，提升廢氣流速，抑制渦輪遲滯；在高負載工況下，降低排氣阻力，提升發動機的功率輸出。

● 集成式排氣歧管與渦輪增壓器

　　和很多主流渦輪增壓缸內直噴發動機一樣，本田2.0T發動機也采用了在氣缸蓋內集成排氣歧管的設計。集成式排氣歧管技術可以讓處于冷機工況的發動機快速升溫達到最適工作溫度；在高轉速下能夠通過氣缸蓋內環繞在排氣歧管四周的水套快速帶走熱量從而降低排氣溫度，避免爆燃現象的發生或減少混合氣加濃噴射導致的燃油消耗。

● 水泵/空調壓縮機/發電機/啟停電機

　　本田K20C3 2.0T發動機采用了比較傳統的機械式水泵。而且該發動機用于控制冷卻系統大小循環的依然是一個傳統的石蠟式節溫器。當冷卻液溫度達到一定程度時，石蠟式節溫器會動作，把冷卻系統由小循環切換至大循環模式。

● 抵消振動的平衡軸

　　根據發動機原理，相對于與發動機連接的車身等部件，理想的直列四缸四沖程發動機主要存在二階往復慣性力不平衡。為了抵消上述二階往復慣性力，進一步提升發動機的運轉平穩性，該2.0T發動機底部設計有兩根旋轉方向相反，轉速為曲軸兩倍的平衡軸。所謂發動機的二階振動，就是振動頻率為發動機轉速頻率兩倍的振動。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻平臺
『本田2.0T發動機平衡軸轉動演示視頻』

　　不是所有的直列四缸發動機都會在發動機內部設置能夠抵消二階振動的平衡軸。本田K20C3 2.0T發動機之所以在發動機內設置平衡軸，主要還是考慮到這款發動機裝載車型的定位較高，對于發動機運轉平順性有更高的要求。

● 讓缸體更“結實”的分體式設計

　　本田2.0T發動機的缸體采用的是分體式設計，相比起龍門式缸體設計有更好的剛性，對于抑制發動機工作時產生的振動有正面作用。

　　我們可以看到本田2.0T發動機的缸筒之間設計了冷卻液槽，相同的設計我們在福特1.5T發動機上同樣可以看到。這些冷卻液槽是為了減低缸筒頂部溫度而專門設計的，利用流動的冷卻液迅速帶走積聚在氣缸排氣側熱量，能有效避免早燃或爆震現象的發生，提升發動機的平順性。

● 冷卻油道讓活塞不再“發燒”

　　本田2.0T發動機的活塞除了在側面噴涂了常見的減摩涂層外，還在活塞內部設置了潤滑油冷卻油道，可以通過流動的潤滑油從內部降低活塞頂的溫度，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，這兩個圓孔是冷卻油道的進油孔和出油孔。潤滑油道內的潤滑油是通過位于缸體底部的潤滑油噴嘴噴入冷卻油道內的。機油流經活塞內部能更有效帶走活塞的熱量，降低活塞的工作溫度。

● 活塞/連桿/曲軸

　　曲柄連桿機構是發動機中的主要運動機構，其功用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，同時將作用于活塞上的力矩轉變為曲軸對外輸出的扭矩，以驅動汽車車輪轉動。曲柄連桿機構的強度以及平衡措施對于發動機壽命和運轉平順性有重要意義。

全文總結：

　　本田K20C3 2.0T發動機采用的高滾流燃燒室設計是目前的一個主流設計方向，能夠提升混合氣燃燒速度，提升燃效。在活塞內部設置冷卻油道的設計也是我們發動機拆解節目首次看到，這種設計為發動機活塞冷卻提供一種更為有效的新思路。隨著本田在今年內完成其新一代渦輪增壓發動機在中國市場的初步布局，新一輪發動機性能競賽或將拉開帷幕。這將是一場精彩的科技競賽，我們拭目以待吧！最后我們特別鳴謝廣汽本田以及東風本田發動機公司對本次采編提供的協助與支持。（圖/文 汽車之家 常慶林 攝 汽車之家 黃榮嘉/陳海傭）