全方面解讀ECOTEC LDK發(fā)動(dòng)機(jī)

君威/君越2.0T使用的是代號(hào)為L(zhǎng)DK（歐洲代號(hào)為：A20NHT）的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)是國(guó)內(nèi)市面上少數(shù)能與福特GTDi 2.0T/大眾TSI 2.0T抗衡的產(chǎn)品。這款發(fā)動(dòng)機(jī)源自于2007年在首次用在龐蒂克Solstice GXP上的那款SIDI（Spark Ignition Direct Injection）渦輪增壓ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)（代號(hào)為L(zhǎng)NF）。本文將以代號(hào)為L(zhǎng)DK的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)為例，說(shuō)明此系列發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。

● ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)的前世今生：

ECOTEC GEN II的第一款產(chǎn)品，代號(hào)為L(zhǎng)NF的縱置發(fā)動(dòng)機(jī)。

在2007年，一款渦輪增壓缸內(nèi)直噴ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)被引進(jìn)到當(dāng)年的龐蒂克Solstice GXP以及Saturn（土星）Sky RedLine，其代號(hào)為L(zhǎng)NF。這款ECOTEC LNF發(fā)動(dòng)機(jī)采用縱向布置的形式，排氣量為1998cc。

由于采用了形成缸徑相同（86mmX 86mm）的方形氣缸結(jié)構(gòu)，因而能兼顧低轉(zhuǎn)扭矩和高轉(zhuǎn)速爆發(fā)力。在1980年代末誕生的豐田3S-FE/3S-GE/3G-GTE發(fā)動(dòng)機(jī)以及近年的本田K20A和三菱4B11T均采用了這種方形氣缸結(jié)構(gòu)。LNF發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為9.2:1，最大增壓壓力為1.4bar，最大功率190kW/5300rpm，最大扭矩350Nm/2500~5250rpm。

LNF發(fā)動(dòng)機(jī)作為L(zhǎng)DK/LHU發(fā)動(dòng)機(jī)的始祖具有如下特點(diǎn)：

性能版本的LNF發(fā)動(dòng)機(jī)——LDK和LHU

LDK和LHU這兩個(gè)版本的ECOTEC GEN II發(fā)動(dòng)機(jī)在LNF發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上提高壓縮比至9.3：1。LHU則在LDK基礎(chǔ)上增加了對(duì)E85生物燃料的支持。國(guó)內(nèi)君威/君越2.0T上的發(fā)動(dòng)機(jī)就是代號(hào)為L(zhǎng)DK的版本。而君威GS國(guó)內(nèi)版采用的是LDK版本。君威GS國(guó)外版則是采用LHU版本。

君威/君越上的ECOTEC 2.0T曾被傳來(lái)自于薩博LK9有誤

薩博LK9也被稱(chēng)作B207，擁有低功率版本（B207L:129kW/5500rpm；265Nm/2500~4000rpm）以及高功率版本（B207R:154kW/5300rpm；300Nm/2500~4000rpm），屬于第一代ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。君威/君越上的ECOTEC 2.0T是屬于第二代ECOTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。LK9和LDK在缸體結(jié)構(gòu)上有很多相似之處。但作為上一代ECOTEC產(chǎn)品的分支，LK9并沒(méi)有使用雙VVT氣門(mén)正時(shí)技術(shù)。所以從先進(jìn)性上，LDK要比LK9要高一個(gè)等級(jí)。

● LDK發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)解析：

獨(dú)特的雙對(duì)旋平衡軸結(jié)構(gòu)

作為一款標(biāo)準(zhǔn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，必然擺脫不了發(fā)動(dòng)機(jī)平順性比直六或者V6發(fā)動(dòng)機(jī)遜色的特點(diǎn)。所以在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)置平衡軸則是理所當(dāng)然的事情。平衡軸消振的原理是使用偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)相反的振動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)消振的效果。發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸一般有兩種設(shè)置方式：1.設(shè)置在曲軸下方，由曲軸通過(guò)相應(yīng)的齒輪帶動(dòng)，結(jié)構(gòu)較為緊湊。2.設(shè)置在氣缸兩側(cè)，由曲軸通過(guò)鏈條帶動(dòng)，消振效果比較好。

當(dāng)平衡軸的轉(zhuǎn)速和曲軸同速時(shí)，能消除發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一階振動(dòng)；當(dāng)平衡軸的轉(zhuǎn)速是曲軸的兩倍時(shí)，能消除發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二階振動(dòng)。階數(shù)越高，振幅越小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響越少。

LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的雙平衡軸中，其中一根轉(zhuǎn)速和曲軸等速，消除發(fā)動(dòng)機(jī)的一階振動(dòng)；另一根轉(zhuǎn)速為曲軸兩倍，消除發(fā)動(dòng)機(jī)的二階振動(dòng)。LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的雙對(duì)旋平衡軸機(jī)構(gòu)使得其有相當(dāng)不錯(cuò)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性。

而作為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，福特EcoBoost GTDi 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡軸位于曲軸底部；大眾2.0TSI的平衡軸與LDK發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，位于氣缸兩側(cè)。而小排量低功率的大眾EA111 1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)則沒(méi)有設(shè)計(jì)平衡軸。

鈉冷氣門(mén)技術(shù)

中空鈉冷氣門(mén)技術(shù)多用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。由于渦輪直噴發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部工作溫度較高，使得排氣門(mén)工作環(huán)境比較嚴(yán)酷，因而就引進(jìn)了鈉冷氣門(mén)技術(shù)。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門(mén)使用的就是鈉冷氣門(mén)。鈉冷氣門(mén)是空心的，在氣門(mén)中央的空腔中會(huì)填滿(mǎn)金屬鈉。當(dāng)氣門(mén)工作時(shí)，頭部溫度非常高，鈉吸熱氣化上升至氣門(mén)桿頂部經(jīng)冷卻水散熱，從而提高是氣門(mén)散熱能力得到提升。

單渦輪雙渦管，增壓壓力為1.25bar

LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用了單渦輪雙渦管的輕質(zhì)渦輪，最大增壓壓力為1.25bar。最大增壓值比福特EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)的1.2bar要稍高一些。渦輪的渦管1與1、4缸排氣門(mén)連接；渦輪的渦管2與2、3缸排氣門(mén)連接。雙渦管的好處在于降低了渦輪的遲滯效應(yīng)，同時(shí)也減小了各個(gè)氣缸在排氣時(shí)的互相干擾（LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序?yàn)椋?-3-4-2）。

通用Ecotec LDK與大眾TSI、福特EcoBoost一樣，都采用了單渦輪雙渦管的廢氣渦輪，來(lái)減輕渦輪遲滯效應(yīng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更好的響應(yīng)性。而類(lèi)似寶馬N54這樣的使用一大一小雙輕質(zhì)渦輪來(lái)減輕渦輪遲滯效應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)則越來(lái)越少。即使是寶馬自身也意識(shí)到雙渦輪系統(tǒng)的復(fù)雜性，在改進(jìn)版的N55發(fā)動(dòng)機(jī)上還是改用了單渦輪雙渦管的設(shè)計(jì)并大幅精簡(jiǎn)外圍進(jìn)排氣系統(tǒng)來(lái)獲得性能的提升。

外置式中冷器，能降低溫度200℃

通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用了外置式中冷器。有數(shù)據(jù)稱(chēng)，該中冷器能把壓縮空氣的溫度降低200攝氏度左右，這對(duì)提高進(jìn)氣效率有很大的幫助。

缸內(nèi)直噴，油軌壓力50-150bar

通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)使用了博世生產(chǎn)的高壓油泵。此高壓油泵帶有電控燃油計(jì)量閥，可以精確控制噴油量。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓油軌內(nèi)的燃油壓力為50-150bar。其最高噴射壓力與福特EcoBoost GTDi以及大眾EA888 TSI發(fā)動(dòng)機(jī)一致。估計(jì)通用、福特、大眾都采用的是博世的汽油直噴技術(shù)，因而在參數(shù)上都大同小異。

雙可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)

通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)使用了雙可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，可對(duì)進(jìn)排氣門(mén)的正時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)采用的凸輪軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用的是葉片式（Vane Type）的，因而更為精確。通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣凸輪調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)最大可以使相應(yīng)的凸輪實(shí)現(xiàn)25度的最大轉(zhuǎn)角。

總結(jié)：通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)以及可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)都可匹敵業(yè)內(nèi)頂尖的福特EcoBoost GTDi發(fā)動(dòng)機(jī)。而其特有的雙對(duì)旋平衡軸以及鈉冷排氣門(mén)則使通用Ecotec LDK發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及平順性進(jìn)一步得到優(yōu)化。通用Ecotec 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)獲得“Ward’s Auto World”2011年度全球十佳發(fā)動(dòng)機(jī)的稱(chēng)號(hào)可謂是實(shí)至名歸。