如何评价 38 号关于十代雅阁的测评?

如果说Type R是对Honda新2.0T发动机的完美诠释,那么十代雅阁就是Honda整体涡轮增压发动机+i-MMD技术战略的一个最佳范例。

最近写过一个关于丰田TNGA构架变速箱的回答:

如何看待丰田推出 Direct-Shift 变速箱的策略?它与传统 AT 有何区别?

一开始就提到了这几年日系车企在技术发展路线上和欧美系完全不同的套路:新技术应用更多都是着眼于当下而没有因为新能源和节能减排的政策要求而过于激进。

最近五年欧洲新发动机研发和标定项目大幅减少,欧洲厂商基本全盘投入混动和纯电动,押宝新能源市场。很多厂商的口号都是2020年开始不再有纯燃油车。一方面是因为节能减排的要求,但是更主要的原因是大众柴油门之后从国家到民众层面对柴油车的继续推广非常排斥,以前依靠柴油机高能效低碳排放的天然优势而达标的欧洲厂商无法再靠柴油车躺赢,不得不寻求其他更好的节能减排途径。

但是日系普遍走得都是另外一条追求“三条路”并行的策略,丰田TNGA构架是这样,Honda也是一样:在Honda的技术布局上,到2030年发动机新技术和轻混,插电混动以及纯电动都是起头并进。

而落实到十代雅阁上,也受这样布局的规划。

  • 一般燃油版本,追求的是兼顾动力和油耗的平衡性和性价比,1.5T的高功率版本通过搭配VTEC技术来进一步提升动力降低油耗
  • 需要更强劲的动力预算也足够?应该选择的是搭载i-MMD系统的混动版本

纯燃油的SPORT TURBO和SPORT HYBRID i-MMD这两套系统哪怕在新能源大行其道的今天也是具有同样权重,需要相辅相成的组合。


Honda对这一系列增压发动机的重视程度,除了战略布局,还充分体现在SPORT TURBO产品线相对以前发动机的巨大性能和油耗改进。这几年Honda开始调整发动机战略,布局了从1.0T到3.5T四款增压发动机。而轿车领域,1.0T,1.5T和2.0T三款增压发动机更是全面替代了之前的自吸引擎。

著名的2.0T是Honda Earth Dreams增压系列的高性能代表,搭配在Type-R上,在实现305HP功率的同时,保持了城市工况10L左右的经济油耗,成为Wards 2018年的十佳发动机之一。

当然2.0T基本上用尽了Honda目前发动机的所有新技术,包括针对增压发动机改进后的VTEC(可变气门正时与升程子控制系统)和增强冷却的发动机活塞。

而十代雅阁上搭配的同系列1.5T TURBO SPORT则代表了油耗和性能的最佳平衡。基础发动机硬件设计,包括直喷和增压技术和2.0T共享,只是省去了冗余的增强冷却系统。高功率260 TURBO版本上依旧搭配了和2.0T一样的VTEC技术,在超越以前雅阁2.4L自然吸气的扭矩和功率性能的同时还比低功率1.5T更加经济。

1.5T低功率和高功率版本数据比较:

那么Honda到底在以1.5T为基础的Earth Dreams发动机上下了做了哪些主要改进?因为涡轮增压,所有的改进都是围绕如何在保证更强动力的同时不会因此而牺牲整体发动机可靠性和油耗来考量。

1. 直喷,高滚流进气系统所带来的均匀燃烧

涡轮增压发动机在提供更高的进气压力和由此带来的更高的扭矩输出的同时也会带来相关的副作用。根据压力和温度的正比关系,再加上更剧烈的燃烧,增压发动机在运行过程中缸内温度会更高。而更高的缸内温度会导致的直接危害就是爆震。爆震不仅会对发动机造成机械损伤,而且为了避免爆震发动机的功率也会被直接限制。

而为了保证避免爆震,最直接的解决方案是:

  • 设法降低缸内温度,这也是为什么SPORT TURBO系列发动机选择了直喷系统,通过直接将油液喷入缸内,油液可以作为冷却介质帮助降低缸内温度。
  • 更快速的燃烧。爆震的本质原因在于部分油液被空气团隔绝,没有快速顺着火花塞点火之后蔓延燃烧而因为温度过高最后自燃。

传统的分层燃烧的目的就是将油液喷射在火花塞周围快速点燃。另外一个可以保证高效燃烧的方法就是让油气混合在缸体内快速运动由此保证燃烧均匀快速地传播完成,这个需要两种气流扰动支持:横向的涡流(swirl ) 和纵向的滚流 (tumble)

这也是为什么在发动机机械设计中,尤其是在缸体和活塞的设计上,一个被反复考量的指标就是整体缸体和活塞还有进气通道的设计是否有助于缸内的气流扰动。

Honda增压系列发动机这次对整体进气口和活塞顶部重新设计,目的就是为了引导空气搭配直喷形成快速和方向一致的强滚流,由此进一步避免高功率下的爆震。

2. 全新的水冷和油冷系统

目前无论是在传统的发动机研发领域,还是在新的纯电动汽车方向,比如电机和电池,冷却系统设计都成为不同厂商进一步压榨系统效率,以及提高零部件耐久的关键。

我前段时间曾经写过一篇关于GM发动机冷却系统设计的回答,其中GM的专利就是针对整体被动冷却系统的全面电控化而设计的,其目的就是提高整体发动机的冷却和热机效率。

目前主流发动机的效率能达到什么水平?进一步提高的难点在哪?

同样对于Honda新的增压发动机系列,为了实现类似2.0T在Type R上输出306HP功率的性能,一套全新的水冷和油冷系统被应用在整体增压发动机系列上,根据具体型号发动机的需要又部分加减。其中又几个主要的设计改进:

  • 增加了涡轮和发动机进气之间的热交换系统,以保证进入发动机的空气被充分冷却,原因还是和前面提到的一样,为了避免缸内温度过高而导致可能的爆震以及动力输出限制

  • 增加了缸体和排气歧管的水冷套。缸体的水冷套可以搭配油冷进一步压榨发动机的额外性能,同时保证爆震不会发生,原因和前文描述的一样。而排气歧管的水冷则可以保证进入涡轮的排气温度不会过高,由此保证涡轮的耐久。

  • Type-R上搭配的2.0T还布置了额外的活塞油冷,保证高功率发动机活塞部分的额外冷却。

3. 进气/排气双VTC和针对涡轮增压而重新设计的VTEC

以前的涡轮增压发动机往往有低速时涡轮无法有效增压且延迟严重的问题。 Honda增压发动机进气排气双VTC(Variable Timing Control)在这种情况下可以通过ECU灵活调整进气和排气阀的开闭时机,比如可以控制进气和排气阀在发动机低速时延长同时打开的时间。

如下图,在涡轮运行的时候,蓝色进气端的压强要高于红色排气端,只有进气和排气阀同时打开,才能借助这个压差更高效地将废气导向涡轮,由此帮助涡轮增压并减少延迟。

前面提到的VTC是从进气门和排气门开闭的时机来优化发动机控制,而十代雅阁高配发动机版本260 TURBO上搭配的VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control)则可以从气门升程的角度进一步加强发动机低速运行下的扫气效果。

如下图所示,左侧的是未搭载VTEC技术的单一气门升程结构,蓝色部分是控制气门升程的凸轮,因为凸轮形态固定所以气门升程也就固定。

而右侧则是搭配VTEC技术的气门,除了前面提到的蓝色凸轮提供相对较低的气门升程外,还有一个橙色的高角度凸轮,通过液压系统选择后可以提供相对更高的气门升程。

用通俗的话来理解就是把发动机比作心脏,VTEC就相当于肺,是一个用来控制发动机呼吸的系统,当需要动力时,能够精准的调节进气量,保证功能充足,在平稳驾驶时,能降低进气量,起到节能的作用。

以前Honda自然吸气发动机的VTEC技术被应用在进气端,主要在发动机高速运转的时候提高气门升程允许更充足的空气供给,更足的空气供给可以保证更多的燃油供给,由此导致发动机高转速时更剧烈的燃烧和更强劲的动力,但是在涡轮增压版本上进气端的VTEC就显得有些鸡肋了。

于是260 TURBO上的VTEC被搭配在了排气端,高气门升程被用在了发动机低速范围,通过提高排气气门升程由此搭配前面提到的VTC进一步增强扫气效果,提高涡轮在低速时的效率。而更高效的扫气(Scavenging)也能保证后续发动机燃烧循环更纯净效率更高,这也是为什么高配 260 TURBO在提供高功率的同时油耗反而很低。

下图是260 TURBO的VETC结构,可以看到上方排气端相比下方的进气端搭配了两组高低升程更加密集的凸轮。

Honda作为历史上著名的“买发动机送车”的品牌,哪怕在新能源大行其道的时候,不仅没有放弃发动机产品系列,而且通过增压发动机进一步从性能和油耗平衡的角度拓展了整体燃油车的生命周期。1.5T的动力已经和2.4L自然吸气相当,于此同时油耗被控制在6L/百公里,可以和许多混动系统媲美。

直喷,新气缸和活塞设计,新冷却系统,VTC和新版本的VTEC,到今天发动机的技术已经很成熟了,但是这些改进又是通过细节的调整在进一步拓展发动机的极限,这个是我对Honda发动机最敬佩的地方。从十代雅阁来看,在国内排量税的大背景下,单一1.5T排量通过VTEC的选配重新标定,再加上i-MMD混动版本的加持,除了丰田的TNGA构架,Honda的这条技术路线又是日系“实用派”区别于欧美的一个务实的平台组合 。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:一个kebab

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