亞洲新能源汽車網獲悉，凱迪拉克全新的緊湊型SUV XT4上最引人關注的莫過于它全系標配的2.0T可變缸渦輪增壓發動機，這臺發動機是通用第八代Ecotec系列發動機的首款產品，它最特別的地方在于應用了Tripower可變氣門管理技術，在特定的工況下，可以由四缸做功切換到兩缸做功，以獲得更好的燃油經濟性。
擁有可變缸技術的四缸發動機目前是比較少見的，正是因為如此，很多人都想知道這臺發動機的變缸技術是如何實現的？什么工況下會變成兩缸運行？這項技術又是否成熟可靠？所以，這篇技術解析文章，我們先來回答大家關注的這幾個問題。
變缸技術如何實現？
通用這臺全新的2.0T發動機實現變缸的方式和奧迪的AVS、本田的VTEC技術類似，都是通過切換使用不同大小的凸輪，從而改變氣門的升程實現變缸，只不過它不僅可以調節氣門開度的大小，還能完全不打開中間兩個缸的氣門，當2、3缸的進氣門和排氣門的升程同時為零時，這兩個缸就停止了做功。原理其實非常簡單，但實現起來并不簡單。
在進氣側的凸輪軸上，我們可以看到在1、4缸位置有高、低兩個不同升程的凸輪，用于改變進氣門開啟的大小。而在2、3缸位置除了高、低升程凸輪外，還有一個無升程的凸輪，當切換到這個無升程的凸輪時，氣門就不會被頂開，即實現了進氣門的關閉。這個三段式的滑動凸輪軸也是這臺發動機首創的結構，此前在其他發動機上是沒有的。
由于排氣側不需要控制排氣門開啟的大小，只需要在2、3缸進氣門關閉時配合關閉這兩個缸的排氣門即可，所以在排氣側的凸輪軸上，只有2、3缸位置有兩個不同升程的凸輪，分別是有升程的凸輪和無升程的凸輪，同樣的，切換到無升程凸輪時即實現了排氣門的關閉。
這臺發動機切換凸輪的原理和奧迪的AVS是基本一致的，都是通過電磁執行器頂部的頂針插入螺旋溝槽中，利用螺旋結構旋轉時產生的側向推力推動凸輪組左右滑動，從而實現用不同升程的凸輪去推動氣門。在電磁執行器安裝位置的下方（圖中整個缸蓋為倒置）有一個位置傳感器，它用于檢測螺旋溝槽的位置，當檢測到位置滿足頂針頂出條件時，ECU才會向電磁執行器發送執行命令，防止頂針與螺旋溝槽發生碰撞。
由于凸輪組與凸輪軸為花鍵連接，為了保證滑動時每個凸輪都能夠精準地對上氣門滾子搖臂的位置，和奧迪的AVS類似，這臺發動機也在凸輪軸內設置了彈簧限位結構。
通過應用Tripower可變氣門管理技術，這臺發動機可以實現四缸高性能模式（進氣側四個缸全部使用高升程凸輪時）、四缸經濟模式（進氣側四個缸全部使用低升程凸輪時）和兩缸超經濟模式（1、4缸進氣側使用低升程凸輪，2、3缸的進、排氣都使用無升程凸輪時）。當切換到四缸經濟模式時，這臺發動機的燃油經濟性可以提升5%，而切換到兩缸超經濟模式時，燃油經濟性可以提升15%。
看到這里可能有人會有疑問，為什么四缸變兩缸，少了一半的氣缸做功，燃油經濟性只是提升了15%呢？那是因為即使2、3缸氣門關閉了，也不噴油不做功了，但是2、3缸的活塞還是會被曲軸帶動，不斷地在缸內運動，產生能量的損失。同時曲軸、凸輪軸、飛輪等零件運動所需的能耗也并沒有減少，所以能提升15%的燃油經濟性已經是很不容易了。
什么工況下變缸？
不過，雖然要實現變缸的條件非常復雜，但是并不代表它很難或很少實現變缸。據工程師透露，這臺車在30km/h以上、擋位處于3擋及以上并且油門開度較小的情況下就能切換兩缸運轉（同樣為必要不充分條件），在實際用車的過程中，比如平路中低速勻速行駛、下坡緩慢加速行駛、或平時看到前方有紅燈緩慢減速行駛時，發動機都有可能會切換成兩缸運轉，并且切換速度很快，不會有頓挫、抖動或者動力輸出突然減弱，駕駛員不會有任何的感覺。總而言之，ECU判斷發動機是否可以切換成兩缸需要綜合考慮很多的因素，以保證兩缸狀態下輸出的動力足夠滿足駕駛員的需求。值得注意的是，如果油門完全松開了，發動機是不會切換成兩缸模式的，工程師表示油門松開時會有不同的節油策略，但具體是什么策略并沒有細說。
技術可靠性如何？
在高速運轉發動機內增加這么一套復雜的運動結構，肯定會讓人擔心可靠性的問題。不過，擁有類似螺旋溝槽和滑動凸輪組結構的奧迪AVS技術已經經歷了十幾年的市場考驗，結構的可靠性是比較強的。同時，凱迪拉克1980年就已經在第二代賽威的V8發動機上應用了閉缸技術，所以在變缸的策略調校上，通用是非常有經驗的。再加上通用在中國擁有獨立的、設施完善的試驗部門，這臺全新的2.0T可變缸發動機在上市之前，就已在中國進行了共計9種、累計465萬公里的系統耐久性測試，包括專為Tripower可變氣門系統新增的耐久性測試，所以對于這臺全新發動機的可靠性，大可不必過于擔心。
其他發動機技術
在這臺發動機設計之初，燃油經濟性的重要性就是被放到首位的，因此才會有可變缸技術的應用。但是單有可變缸技術肯定還達不到日漸嚴苛的油耗法規的要求，所以在這臺新發動機上，我們還看到了缸蓋集成排氣歧管技術，保證冷車啟動時發動機可以快速進入最高效的工作溫度；35MPa燃油直噴系統，相比上一代的20Mpa直噴系統噴油壓力更高，燃油霧化效果更好，燃燒更充分；全可變排量機油泵，可根據發動機負荷調節機油泵的功率消耗，減少能量損失；智能主動電控碳罐泵，可以主動回收混有燃油的廢氣，使其快速重新參與燃燒；復合材料油底殼，進一步降低發動機自重。
需要注意的是，這臺新發動機并沒有延續上一代Ecotec發動機的中置直噴結構，而是用回了側置的直噴結構，噴油嘴位于進氣門側面，這是因為發動機頂部增加了可變缸結構后，如果再將噴油嘴置于進、排氣門頂部中間位置，整個發動機長度就會很長，并且頂部的結構會過于復雜。不過，第八代的Ecotec發動機后續還會推出不帶變缸技術的機型，目前仍然不清楚它們是不是都會用回側置噴油嘴結構。
除此以外，因為有了變缸技術，在2、3缸不做功時，1、4缸的溫度會明顯高于2、3缸，使得發動機內部的熱量分別不平均，這就需要更精確的發動機溫度控制系統。為此，這臺發動機使用了一套電子水泵與電控球閥模塊組成的ATM主動熱管理系統，通過各式溫度傳感器來了解各個部位對溫度的實際需求，智能精確控制冷卻系統各環路的流量，使發動機和變速箱可以在穩定和高效的溫度范圍內運行。
通過這一系列的節油技術，這臺發動機搭載到凱迪拉克XT4上，官方公布的百公里綜合油耗為7.2升，并可以提前滿足國六B排放標準。
在動力提升方面，這臺發動機并沒有投入多少新技術，畢竟上一代的Ecotec發動機動力就已經足夠強了，通用的工程師也坦言，新一代的發動機并沒有打算再提高動力參數，而是將主要精力放在改善排放上。所以在這臺全新的2.0T發動機上，我們只看到雙渦管、雙蝸殼的渦輪增壓器這一項較新的動力提升技術，這項技術有助于減少排氣干涉，降低渦輪遲滯，使得發動機能夠在更低的轉速達到峰值扭矩，再加上電控泄壓閥的應用，有效地改善發動機低速時的動力響應。
最終，這臺發動機的最大功率為177千瓦，最大扭矩為350牛米，最大扭矩輸出平臺為1500-4000rpm，搭載到XT4上，官方公布0-100km/h加速成績為7.6秒。動力參數和加速表現雖不如ATS-L上的那臺2.0T，但是在有效降低排放的前提下還能保持這樣的動力，實屬不易。
可以看到，在各國各地越來越嚴的油耗法規的逼迫下，現在新推出的發動機都不得不將燃油經濟性放到了首位，甚至動力都得為之妥協，各個廠家研究的已經不再是如何造出一臺更高性能的發動機，而是努力在節油和性能之間尋求平衡。在這樣的大環境下，通用的這臺第八代Ecotec 2.0T發動機的表現算是相當不錯的，從官方公布的油耗數據來看，可變缸等節油技術的應用較大幅度地降低了排放，而從XT4的實際試駕體驗來看，其動力表現也沒有受到特別大的影響，依然是同級中動力較強的。
不過，廠家公布的油耗數據和加速成績往往都是在比較理想的工況下獲得的，這臺新發動機到底能不能如廠家說的那樣節油，我們只能爭取盡快拿到試駕車進行性能測試才能知道。
