接下來就讓我們一起走進(jìn)這臺(tái)科魯茲的發(fā)動(dòng)機(jī)艙。我們拆的是一輛科魯茲 09款 1.8 SE AT車型，裝備一臺(tái)排氣量1796毫升的直列四缸自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。平時(shí)我們形容一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能主要看的是功率和扭矩，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的廠商標(biāo)稱性能為在6200轉(zhuǎn)/分鐘下輸出最大功率為103千瓦（約143馬力），在每分鐘3800轉(zhuǎn)時(shí)輸出最大扭矩為177牛米。從參數(shù)上看這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能在同級(jí)別中屬于比較強(qiáng)的。
科魯茲拆車講解
打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，我們首先看到的是標(biāo)有“ECOTEC”字樣的塑料裝飾蓋。ECOTEC是目前通用旗下主要的發(fā)動(dòng)機(jī)系列，目前國內(nèi)比較常見的有1.6L、1.8L、2.0L和2.4L等排量，這一系列是由通用集團(tuán)德國的歐寶部門開發(fā)，不同于以往美國發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)較為落后的傳統(tǒng)，ECOTEC系列發(fā)動(dòng)機(jī)采用了當(dāng)今主流的高效技術(shù)，成為通用小排量車的主力動(dòng)力系統(tǒng)。
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揭開塑料保護(hù)罩，我們就可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈（點(diǎn)擊即可了解）。點(diǎn)火線圈是產(chǎn)生點(diǎn)火能量的裝置，它將電能傳遞給火花塞，火花塞會(huì)在缸內(nèi)產(chǎn)生高壓的電火花，從而點(diǎn)燃?jí)嚎s的油氣混合氣。技術(shù)較老的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)火線圈，然后由分電器向不同的汽缸分配電力，電能通過高壓線從分電器傳輸?shù)交鸹ㄈ?，在這個(gè)過程中電能會(huì)有所損失，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效能有所下降。因此現(xiàn)在主流發(fā)動(dòng)機(jī)都采用每缸獨(dú)立的點(diǎn)火線圈，也就是說一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)就有四個(gè)點(diǎn)火線圈，保證了控制更精確，能量損失更小。
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從圖中我們可以看到科魯茲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈。不過有一點(diǎn)令人不解的是，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火線圈是四個(gè)一組的整體，如果有一個(gè)點(diǎn)火線圈出現(xiàn)問題，豈不是要整個(gè)更換？
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位于點(diǎn)火線圈下面的就是火花塞，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)火花塞是像下圖這樣插在點(diǎn)火線圈上。關(guān)于火花塞有這么幾個(gè)重要指標(biāo)，首先是材質(zhì)，現(xiàn)在主要有最普通的鎳錳合金火花塞，好一些的有鉑金火花塞、白金火花塞和銥金火花塞等。不同的材質(zhì)主要影響的是火花塞的壽命，但是對(duì)于性能的提升并不是很明顯。另外一個(gè)指標(biāo)是所謂的“熱值”更多汽車知識(shí)請(qǐng)關(guān)注：飛哥學(xué)車，熱值的高低代表其散熱快慢，數(shù)值越大則散熱越快(或稱為火花塞越冷)，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)要求使用的火花塞不同，一般而言，小汽車行駛速度快，壓縮比高，需用熱值高(散熱快)的火花塞。
打開缸蓋之后，我們就可以看到這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸部分。凸輪軸是用來控制氣門開閉的部件，通過上面的突起來向下推氣門。目前主流發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了圖中這種雙頂置凸輪軸（DOHC）設(shè)計(jì)，這句話有兩個(gè)意思：凸輪軸頂置以及雙凸輪軸。頂置凸輪軸是相對(duì)于側(cè)置凸輪軸而言的，早期發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸都在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)面靠下的位置，凸輪軸和氣門之間通過一根長長的金屬桿連接，這樣的缺點(diǎn)是在高速運(yùn)行中連桿可能產(chǎn)生一定的形變，因此速度和精確性都不能保障，頂置凸輪軸由于不需要很長的連桿因此解決了這個(gè)問題。
雙凸輪軸是相對(duì)于單凸輪軸而言的，現(xiàn)在仍然有不少車型采用單頂置凸輪軸（SOHC）布局，就是一根凸輪軸同時(shí)控制進(jìn)氣門和排氣門，而DOHC布局則是用兩根凸輪軸分別控制進(jìn)氣門和排氣門，理論上說這種設(shè)計(jì)更有利于對(duì)進(jìn)排氣的精確控制，但通過對(duì)SOHC布局的靜心調(diào)教也能獲得很好的效能。
科魯茲拆車講解
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現(xiàn)在我們來復(fù)習(xí)一下可變氣門正時(shí)和升程技術(shù)。首先要搞清楚“正時(shí)”和“升程”不是一個(gè)概念，可變氣門正時(shí)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)間，而可變氣門升程是根據(jù)轉(zhuǎn)速改變氣門開啟的角度?？启斊澋倪@臺(tái)1.8升發(fā)動(dòng)機(jī)只具備可變氣門正時(shí)技術(shù)，而氣門的升程是不可變的。
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我們知道，普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程，這里要注意一個(gè)細(xì)節(jié)，那就是氣門的運(yùn)動(dòng)總要有一個(gè)提前量和延后量。舉個(gè)例子，進(jìn)氣門不是在活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的時(shí)候才開啟進(jìn)氣，而是在離上止點(diǎn)還有一小段距離的時(shí)候就開啟了，然后進(jìn)氣門也不是在活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的時(shí)候關(guān)閉進(jìn)氣，而是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之后并開始往下運(yùn)動(dòng)一小段距離后才關(guān)閉，排氣門也有同樣的特點(diǎn)。
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為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？原因很簡單，活塞的運(yùn)動(dòng)速度是很快的，而相對(duì)來說從氣門開啟到氣體開始運(yùn)動(dòng)是有一段時(shí)間的，適當(dāng)增加一點(diǎn)提前量和延后量可以提升進(jìn)排氣的效率。但是這里有一個(gè)問題，發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘2000轉(zhuǎn)和每分鐘6000轉(zhuǎn)的工作環(huán)境是有很大差異的，每分鐘6000轉(zhuǎn)就意味著每秒鐘100轉(zhuǎn)，如此快的速度顯然需要更大的氣門提前角，而普通的凸輪軸肯定不能滿足所有轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣效率，因此可變氣門正時(shí)系統(tǒng)就誕生了。
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科魯茲發(fā)動(dòng)機(jī)的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)就是在凸輪軸的鏈輪里加上一個(gè)設(shè)備，簡單來說它的工作原理就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，ECU就自動(dòng)地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對(duì)于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而改變進(jìn)氣門開啟的時(shí)刻，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的目的。
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從圖中我們可以看到，科魯茲1.8升發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸鏈輪是被包裹起來的，里面就是液壓機(jī)構(gòu)，目前某些號(hào)稱具備可變氣門正時(shí)技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可能只是進(jìn)氣門有可變功能，而從圖中可以能看出這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣凸輪軸都具有可變氣門正時(shí)功能，這樣以來正時(shí)調(diào)整的范圍更大，效率也更高。
看完了配氣機(jī)構(gòu)，最后讓我們看看發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣部分?，F(xiàn)代汽車所謂的“油門”其實(shí)跟汽油并沒有什么太大的關(guān)系，油門踏板連接的是節(jié)氣門，也就是說我們所能控制的是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，根據(jù)進(jìn)氣量的大小再?zèng)Q定噴油量。在科魯茲上，駕駛員腳部油門的動(dòng)作會(huì)通過電信號(hào)ECU，再由ECU控制節(jié)氣門的開啟，然后通過裝在進(jìn)氣管中的空氣壓力傳感器或空氣流速傳感器計(jì)算氣缸的進(jìn)氣量，所得數(shù)據(jù)傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元（ECU），再由ECU計(jì)算后控制電磁閥噴射適量的燃油。
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新鮮的空氣通過節(jié)氣門后就來到進(jìn)氣歧管，進(jìn)氣歧管是負(fù)責(zé)將空氣輸送到每個(gè)汽缸的管道。與很多發(fā)動(dòng)機(jī)不同，科魯茲的進(jìn)氣歧管采用的是塑料材質(zhì)，由于進(jìn)氣歧管不像排氣歧管那樣需要忍受高溫，所以用塑料材質(zhì)可以有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。值得一提的是，科魯茲這臺(tái)1.8升發(fā)動(dòng)機(jī)采用了VIM可變進(jìn)氣歧管系統(tǒng)。
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在這個(gè)進(jìn)氣歧管中其實(shí)是有兩套管路的，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著直徑較小并且比較彎曲的進(jìn)氣歧管進(jìn)入汽缸，細(xì)長的進(jìn)氣歧管能夠進(jìn)氣速度，使進(jìn)氣量增多；而在高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣量大增，就需要切換到直徑更大且路程較短的進(jìn)氣歧管，使得進(jìn)氣更加順暢。
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當(dāng)新鮮空氣到達(dá)進(jìn)氣歧管的末端時(shí)，就要開始與燃油混合了。當(dāng)今多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都是多點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是每個(gè)汽缸都有獨(dú)立的噴油機(jī)構(gòu)，汽油和空氣在汽缸外混合形成油氣混合氣，然后再吸入汽缸內(nèi)。相對(duì)來說現(xiàn)在有一種更為先進(jìn)的缸內(nèi)直噴技術(shù)，噴油嘴直接設(shè)置在汽缸內(nèi)，汽油和空氣在汽缸內(nèi)混合，燃油經(jīng)濟(jì)性有一定提升，但目前缸內(nèi)直噴技術(shù)的問題在于對(duì)油品的要求比較高，后期使用成本也比較高。
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噴油嘴是一個(gè)由電磁控制的閥門，噴孔的中間有一個(gè)閥針堵住噴孔，當(dāng)需要噴油時(shí)，電腦發(fā)出脈沖電信號(hào)，電磁線圈通電，吸開閥針行程一個(gè)小出口，有壓力的燃油就通過這個(gè)小出口以霧狀的形式噴出，噴油量的多少依靠電磁線圈通電時(shí)間的長短決定。