关于凯迪拉克高效可变升程发动机的性能分析

有关LSY发动机的重要参数如下所示：

1LSY 4缸发动机

随着2019款XT4的发布，凯迪拉克在豪华紧凑型SUV领域的占有率与梅赛德斯奔驰GLA和宝马X1等竞争对手可谓不相上下。该款发动机与在其他凯迪拉克车型上得以应用的量产LTG 2.0 L机型相比，具有全面的技术优势。其在美国田纳西州斯普林希尔的新装配线上生产，在XT4车型上采用横向布置，而在CT6车型上则采用纵向配置。

据LSY副总工程师Kris Keary介绍，目前凯迪拉克的重点研发方向在于提高该款LSY发动机的效率和低端扭矩响应。在1 500 r/min时，其可实现350 N•m的全扭矩输出，并且将该扭矩输出状态持续到4 000 r/min，以此提高驾驶趣味性。在5 000 r/min时，LSY还可达到97%的峰值扭矩。霍尼韦尔生产的小尺寸涡轮增压器是确保扭矩曲线实现该输出状态的关键所在。凯迪拉克可以布设一个大型涡轮增压器来实现与竞争机型相持平的功率数值，但为此还需权衡随之而来的涡轮迟滞现象，通过使用该小型增压器，即可获得平稳的扭矩曲线。与原机型相比，LSY具有更强的动力性能且响应更快速。由于在运行过程中，使用发动机峰值扭矩比峰值功率更频繁，因此LSY的功率值有着较好的竞争性。

其他可提升效率的零部件包括一个由电脑控制的连续可变排量机油泵，以及采用精确控制开启和关闭的电控泄压阀及智能电控碳罐泵，其可辅助LSY满足燃油蒸汽排放系统（EVAP）的需求。复合材料的油底壳减轻了整机质量，曲轴前端盖和后端盖也实现了轻量化。由通用公司铸造的高压压铸铝缸体，可以分为两个版本，其中一个采用横向布置，另一个则采用纵向布置，该缸体采用了较低的曲轴箱外缘群摆，以此避免了多余悬置点的额外质量。

在缸体底部，通用团队采用了最合适的主轴承，并对每台缸体和曲轴都进行了精确测量。在装配线上合装缸体和曲轴时，对于特定的缸体、曲轴组合，通过灯光系统通知操作工对主轴承采取最佳组合的装配形式，以此可减小缸体和曲轴的装配间隙，从而减少机油的使用量。节省的这部分机油虽然总量较少，但是依然可对曲轴上的多个轴承进行充分润滑。

2电子气门技术

LSY的两个重要的创新点可以进一步实现研发工程师的高效率目标。其中一项创新是采用了被称作“Tripower”的气门组件。Ecotec原机型配备有两种模式的进气门升程控制系统（IVLC），而LSY则增加了第三种模式——主动燃油管理（AFM）。由电子机械执行器代替液压驱动的停缸技术，在不同模式下进行驱动也会发生变化。由于其无需控制升程和AFM状态，润滑路径可随之进行调整。

Tripower的特征是，具有一根沿着凸轮轴进行移动的管套，像蜗杆轨迹一样的移动槽用于啮合不同的凸轮块。在发动机顶部的电子机械执行器适时可将压杆插入槽内，当凸轮转动时管套进行滑动，凸轮块就可逐步移动到三种运行模式中的任何一种。

Tripower系统提供了三种发动机模式：高升程模式用于正常运转工况；低升程模式为了在低负荷工况下有更高效率；在低负荷工况下沿着一条市内限速的主干道区域行驶时，主动燃油管理功能可以关闭位于中间的两个气缸。凯迪拉克方面声称，在高升程模式下，仅通过减小摩擦即可使发动机效率提升达1%～12%。在低升程模式下，可将热效率改善达5%，在日常驾驶过程中均可应用该类模式。

与LTG发动机相比，两缸模式可在发动机性能曲线区域内使热效率改善达15%。多行代码及控制系统的配合才能让三种模式无缝运转，对整个系统及所有的执行器进行诊断，才能确保其达到稳定运行状态。

3主动热管理

大量的软件开发，包括来自多个冷却液温度传感器读数的合并，是LSY主动热管理系统（ATM）顺利运行的关键。关键零部件包括电子冷却液控制阀和电动冷却泵。通用汽车曾使用过电动冷却泵，但ATM在量产机型上则是首次使用。电动冷却泵可通过发动机控制系统的泵速进行工况调整，并提供可变流量，冷却液控制阀可使冷却液流至缸体、缸盖、发动机机油或者变速器冷却器等任何需要冷却的部位。

ATM的最大优势是可进行快速暖机。在冷起动工况下，低流量模式介入，促使燃烧室迅速变暖。ATM也能实现座舱及变速器的快速加热。此外，在缸盖上的集成排气歧管设计回收废气热量使发动机和变速器实现快速暖机，同时提供快迅捷的涡轮增压响应。一旦发动机变暖，无需全速运转水泵，即可使冷却液被分配到最需要的工作区域。