● Ecotec发动机与之对手
我们举例的是一款新君威ECOTEC D-VVT2.4升直列四缸发动机,它并不是由美国通用本土设计开发的,而是源自其德国的子公司——欧宝,这个以发动机见长的厂家。欧宝公司一直致力于中小排量的发动机开发,其旗下的众多发动机都能表现出非常优异的性能,而这款2.4升的产品,则是其最为重要的主打机型。我们今天给这款发动机找了两个对手,都是这个级别车型中的重要角色,一个是如今风头正劲的广州丰田凯美瑞的2.4升VVT-I发动机,另一个则是以技术见长的广州本田雅阁的2.4升i-VTEC发动机。
首先我们先来看看数据吧,毕竟这是硬指标。它的功率是170马力,比凯美瑞的167马力大,与雅阁的持平。而扭矩方面,则全面胜出,225牛米的扭矩比凯美瑞和雅阁分别大1牛米和5牛米。也许有人会认为简单的数据并不完全代表一款发动机的性能,那么我们就从结构和技术来看看吧。
作为目前技术含量较高的产品,这三款发动机都是双顶置凸轮轴每缸4气阀的设计,这是现在新款发动机的主流设计,本身没有太多值得说的。关键是看它们在先进技术应用方面的差别。
● 可变配气技术原理不同效果自然也不同
我们先来看看三个发动机在可变技术方面的缩写,凯美瑞是VVT-i,雅阁是i-VTEC,而新君威则是D-VVT。这三者有什么区别呢?哪个更好呢?其实VVT就代表了这三个都是发动机可变配气技术的缩写,凯美瑞和新君威的原理相似,都是可变气门正时连续可变,而雅阁的则要多一项,除了可变气门正时可变以外,还有可变气门行程分段可调。看上去仿佛没有太大差别,而且好像还是雅阁的更胜一筹,实则不然。
发动机的气门正时是指气门打开的时间,也就是气门应该在活塞运行到哪个位置的时候打开。一般我们会感觉,进气门应该在活塞从上止点开始向下运动,进行进气行程的时候打开,在活塞到达下止点完成进气行程的时候关闭;相应的排气门应该是活塞从下止点开始向上运动开始排气行程的时候打开,活塞运行到上止点完成排气行程的时候关闭。
但是,因为空气是有惯性的,它需要一定的反应时间,为了更多的进气和排气,进气门会在活塞向下运动之前打开,并且到达下止点之后才关闭;排气门也是一样,会在活塞向上运动之前打开,到达上止点之后才关闭。那么我们会发现在活塞到达上止点完成排气行程的时候,也就是进气行程开始之前,会出现进气门和排气门同时打开的现象。这就是所谓的气门叠加,这个叠加时曲轴转过的角度就叫气门叠加角。
发动机在其不同的转速范围段,对气门叠加角的需求是不同的,低转速需要较小的气门叠加角,高转速的时候反之,需要较大的气门叠加角。普遍不带气门正时可变的发动机,是无法同时满足这两个需求的,一般只能采用一个折衷值,那么发动机在高速或者低速的时候运转都不会很舒服。如果加入气门正时可变技术,那这个问题就迎刃而解了。
凯美瑞和新君威的发动机都采用了这个技术,但是区别在于,凯美瑞的发动机只能实现进气正时可变,也就是它只能改变进气门打开和关闭的时间,来改变气门叠加角。而新君威的发动机则采用的是双VVT设计,不仅可以实现进气门可变,同时也可以实现排气门可变,因此其调整的幅度会更大,是发动机更适合不同转速范围段的需求。因此新君威的这款发动机在配气技术方面是要优于凯美瑞的。
我们再来看雅阁,由于雅阁的i-VTEC可以实现气门行程可变。所谓气门行程,是指气门打开的大小。气门行程很大,其进气截面积就比较大,其进气阻力就会更小,进气更顺畅,这种设置比较适合发动机高速时候的工况,但在低速的时候会造成进气负压不够,发动机低速运转无力甚至不平稳。
而如果气门行程很小,发动机在低速运转的时候能获得很好的进气负压,空气和燃油能够充分混合,从而低速运转平稳,扭矩充沛,但是高速的时候由于空气流速加快,会导致气阻过大,进排气不顺畅。显然,可变气门行程技术就是为了兼顾这两方需求的。但从技术的种类上看,仿佛雅阁的发动机比新君威的发动机多了一项可变,应该更先进才对。但所谓成也萧何败也萧何,正因为本田采用了这项技术,导致它的配气机构非常复杂。在它的凸轮轴和气门之间,布置了很多的摇臂,而且它的凸轮轴上的每个控制气门的凸轮都是有2-3组凸轮构成,因为它是通过不同高度凸轮来进行行程切换的,因此会带来其配气机构的运动部件过多,这必然会影响其响应性。
同时由于本田是基于摇臂来实现驱动气门的,这种结构带来的震动和噪音都很大,这也就是为何我们觉得本田发动机的震动偏大的主要原因。而在可变气门正时方面,雅阁的这个发动机也只能实现进气门的正时可调,排气门则属于不可变的,这一点要逊于新君威。更为重要的是,雅阁的170马力的功率是基于气门行程可变获得的,而这样的功率必然是在切换到高速凸轮的时候才能获得。而高速凸轮是在转速非常高的情况下才会切换的,因此雅阁的发动机在日常驾驶的时候,也就是其采用低速凸轮的时候,功率并没有这么大。因此其综合表现是不如新君威这款发动机的。