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发动机技术巡礼 ECOTEC LDK发动机解析2012-09-11 16:56出处：pcauto作者：常庆林责任编辑：常庆林(评论178条)【太平洋汽车网 技术频道】君威/君越2.0T使用的是代号为LDK（欧洲代号为：A20NHT）的ECOTEC GEN II发动机，此发动机是国内市面上少数能与福特GTDi 2.0T/大众TSI 2.0T抗衡的产品。这款发动机源自于2007年在首次用在庞蒂克Solstice GXP上的那款SIDI（Spark Ignition Direct Injection）涡轮增压ECOTEC发动机（代号为LNF）。本文将以代号为LDK的ECOTEC GEN II发动机为例，说明此系列发动机的特点。发动机技术巡礼相关文章： 发动机基本参数：通用ECOTEC LDK(A20NHT)发动机基本参数名称通用ECOTEC LDK(A20NHT)发动机进气形式涡轮增压气缸排列形式直列四缸冲程四冲程每气缸气门数4缸盖/缸体材质铝合金/铝合金配气机构DOHC（顶置双凸轮轴）供油方式缸内直喷缸内直喷缸径86mm活塞行程86mm压缩比9.3:1最大功率162kW（220PS）/ 5300rpm最大扭矩350Nm/ 2000-4000rpm燃油标号93(京92号)机油类型5W30全合成机油（原厂标准）制表：www.PC ECOTEC GEN II发动机的前世今生：ECOTEC GEN II的第一款产品，代号为LNF的纵置发动机。在2007年，一款涡轮增压缸内直喷ECOTEC发动机被引进到当年的庞蒂克Solstice GXP以及Saturn（土星）Sky RedLine，其代号为LNF。这款ECOTEC LNF发动机采用纵向布置的形式，排气量为1998cc。由于采用了形成缸径相同（86mmX 86mm）的方形气缸结构，因而能兼顾低转扭矩和高转速爆发力。在1980年代末诞生的丰田3S-FE/3S-GE/3G-GTE发动机以及近年的本田K20A和三菱4B11T均采用了这种方形气缸结构。LNF发动机的压缩比为9.2:1，最大增压压力为1.4bar，最大功率190kW/5300rpm，最大扭矩350Nm/25005250rpm。LNF发动机作为LDK/LHU发动机的始祖具有如下特点：性能版本的LNF发动机LDK和LHULDK和LHU这两个版本的ECOTEC GEN II发动机在LNF发动机的基础上提高压缩比至9.3：1。LHU则在LDK基础上增加了对E85生物燃料的支持。国内君威/君越2.0T上的发动机就是代号为LDK的版本。而君威GS国内版采用的是LDK版本。君威GS国外版则是采用LHU版本。君威/君越上的ECOTEC 2.0T曾被传来自于萨博LK9有误萨博LK9也被称作B207，拥有低功率版本（B207L:129kW/5500rpm；265Nm/25004000rpm）以及高功率版本（B207R:154kW/5300rpm；300Nm/25004000rpm），属于第一代ECOTEC发动机。君威/君越上的ECOTEC 2.0T是属于第二代ECOTEC发动机。LK9和LDK在缸体结构上有很多相似之处。但作为上一代ECOTEC产品的分支，LK9并没有使用双VVT气门正时技术。所以从先进性上，LDK要比LK9要高一个等级。 LDK发动机技术解析：独特的双对旋平衡轴结构作为一款标准的四冲程发动机，必然摆脱不了发动机平顺性比直六或者V6发动机逊色的特点。所以在发动机内部设置平衡轴则是理所当然的事情。平衡轴消振的原理是使用偏心轴旋转产生与发动机振动相反的振动从而实现消振的效果。发动机平衡轴一般有两种设置方式：1.设置在曲轴下方，由曲轴通过相应的齿轮带动，结构较为紧凑。2.设置在气缸两侧，由曲轴通过链条带动，消振效果比较好。当平衡轴的转速和曲轴同速时，能消除发动机运转过程中产生的一阶振动；当平衡轴的转速是曲轴的两倍时，能消除发动机运转过程中产生的二阶振动。阶数越高，振幅越小，对发动机的影响越少。LDK发动机的双平衡轴中，其中一根转速和曲轴等速，消除发动机的一阶振动；另一根转速为曲轴两倍，消除发动机的二阶振动。LDK发动机的双对旋平衡轴机构使得其有相当不错的运转平顺性。而作为竞争对手，福特EcoBoost GTDi 2.0T发动机的平衡轴位于曲轴底部；大众2.0TSI的平衡轴与LDK发动机类似，位于气缸两侧。而小排量低功率的大众EA111 1.4TSI发动机则没有设计平衡轴。钠冷气门技术中空钠冷气门技术多用于柴油发动机。由于涡轮直喷发动机内部工作温度较高，使得排气门工作环境比较严酷，因而就引进了钠冷气门技术。通用Ecotec LDK发动机的排气门使用的就是钠冷气门。钠冷气门是空心的，在气门中央的空腔中会填满金属钠。当气门工作时，头部温度非常高，钠吸热气化上升至气门杆顶部经冷却水散热，从而提高是气门散热能力得到提升。单涡轮双涡管，增压压力为1.25barLDK发动机采用了单涡轮双涡管的轻质涡轮，最大增压压力为1.25bar。最大增压值比福特EcoBoost GTDi发动机的1.2bar要稍高一些。涡轮的涡管1与1、4缸排气门连接；涡轮的涡管2与2、3缸排气门连接。双涡管的好处在于降低了涡轮的迟滞效应，同时也减小了各个气缸在排气时的互相干扰（LDK发动机的点火顺序为：1-3-4-2）。通用Ecotec LDK与大众TSI、福特EcoBoost一样，都采用了单涡轮双涡管的废气涡轮，来减轻涡轮迟滞效应，使发动机拥有更好的响应性。而类似宝马N54这样的使用一大一小双轻质涡轮来减轻涡轮迟滞效应的发动机系统则越来越少。即使是宝马自身也意识到双涡轮系统的复杂性，在改进版的N55发动机上还是改用了单涡轮双涡管的设计并大幅精简外围进排气系统来获得性能的提升。外置式中冷器，能降低温度200通用Ecotec LDK发动机采用了外置式中冷器。有数据称，该中冷器能把压缩空气的温度降低200摄氏度左右，这对提高进气效率有很大的帮助。缸内直喷，油轨压力50-150bar通用Ecotec LDK发动机使用了博世生产的高压油泵。此高压油泵带有电控燃油计量阀，可以精确控制喷油量。通用Ecotec LDK发动机的高压油轨内的燃油压力为50-150bar。其最高喷射压力与福特EcoBoost GTDi以及大众EA888 TSI发动机一致。估计通用、福特、大众都采用的是博世的汽油直喷技术，因而在参数上都大同小异。双可变气门正时技术通用Ecotec LDK发动机使用了双可变气门正时技术，可对进排气门的正时进行调节。通用Ecotec LDK发动机采用的凸轮轴调节机构采用的是叶片式（Vane Type）的，因而更为精确。通用Ecotec LDK发动机的进排气凸轮调节机构最大可以使相应的凸轮实现25度的最大转角。总结：通用Ecotec LDK发动机的涡轮增压技术、缸内直喷