其实本田混动发动机参与驱动吗的问题并不复杂，但是又很多的朋友都不太了解本田混动发动机参与驱动吗，因此呢，今天小编就来为大家分享本田混动发动机参与驱动吗的一些知识，希望可以帮助到大家，下面我们一起来看看这个问题的分析吧！
插混增程随意切，热效率超40%！本田Clarity发动机详解
对于制造混合动力产品的新能源车企来说，除了需要攻克三电系统作为核心技术以外，为了达到续航里程以及效率的最大化，内燃机的热效率也是非常重要的关键技术。我在之前的专栏当中介绍过上汽的 EDU 混动系统，通过 CAE 模拟，从油电混动本身的策略以及控制方式能够实现比丰田普锐斯更高效的燃油驱动效率。
但是由于上汽没有高热效率的内燃机，导致配备了 EDU 的荣威 550 混合动力版实际油耗要高于普锐斯不少。所以，对于所有的混动车型来说，内燃机的热效率是能够实现更长的续航里程更高的燃油使用效率的关键。本期来为大家介绍本田 Clarity PHEV 发动机是如何通过一系列改进实现高于丰田普锐斯内燃机热效率的。
阿特金森循环是提高热效率的最直接手段
本田为 Clarity 配备的是一台 1.5 升排量，直列4气缸的阿特金森循环发动机。这台发动机源自本田飞度混合动力版。但是在飞度的基础上通过一系列的技术升级，把热效率提升了1%达到了罕见的 40.5 %。
所谓阿特金森循环英文缩写为 ATK，由于阿特金森这个名字被丰田注册用于广告宣传，导致其它车企通常都不叫这个名字，不过技术原理都是一致的。通过将进气气门延时关闭，让活塞在压缩行程（向上运动）的时候，将一部分油气混合物推回到进气管中，待进气门关闭才正式进入压缩行程，所以气缸当中被压缩的油气混合物并没有实际排量那么多。当活塞接近上止点火花塞点火引燃混合气体膨胀做功后，活塞会被推到下止点再进入排气行程。
如果这个过程不好理解，我们可以简单的把它看成压缩点燃了更少的混合气，但燃烧做功的膨胀比没变。所以我们可以理解为降低了发动机的排量，但没有降低膨胀比。发动机输出的动力来源于膨胀比。膨胀比越高热效率越高，这也是为什么压缩比越高的发动机效率会越高一样，因为普通4冲程发动机压缩比越高就意味着膨胀比越高。但是压缩比太高会导致爆震，所以通过降低“排量”的方式来燃烧更少的燃油获得更高的膨胀比就是 ATK 发动机提升热效率的最根本原理。
通过提升滚流比来提高油气混合效率
直喷发动机之所以省油是因为当汽油被直接喷射进气缸后，汽油和空气是在气缸当中混合而不是在进气歧管中混合。所以可以通过燃烧室和活塞顶部的各种特殊设计来实现分层燃烧和稀薄燃烧，让发动机烧更少的油爆发出同样的动力。
本田 Clarity PHEV 发动机虽然源自飞度混动版，但进气气门进行了改进，通过优化气门和进气道口形状形成了同一方向的滚流。
通过滚流比的提升可以大幅提升热效率，丰田的普锐斯也是这么干的。从第三代到第四代普锐斯，滚流比从 0.8 提升到了 2.8，节油效果明显。而改进方法几乎是把喷油器垂直布置，使得气缸内部形成统一方向的强涡流，从而让燃油和空气可以充分混合。
通过燃烧室形状优化提升热效率
飞度混动版的燃烧室为传统燃油车型发动机中最常用的半球形燃烧室。这种燃烧室形状加工成本比较低，相比早期的两气阀燃烧室和 OHV 顶杆发动机有较小的表面积，从而可以减少燃烧室散热损失。
而 Clarity 的发动机虽然源自飞度混动版，但燃烧室也做了充分的优化改进，把半球形燃烧室升级到了屋顶型燃烧室。传统半球形燃烧室会在活塞周边形成挤压进气的区域，而屋顶型燃烧室再配合活塞顶部的凹陷设计，可以在活塞顶部形成挤压进气的区域，降低了燃烧室表面积，从而降低了冷却损失。再配合高滚流比设计，使得热效率得到了双重提升。
轻量化活塞和减少摩擦策略
活塞的轻量化是提升热效率的一个关键因素。不仅仅是新能源车，传统燃油车型也会通过轻量化活塞来提高发动机的响应性和燃油效率。活塞重量越轻，运动惯量越小，运动惯量损耗越小，所以可以提高热效率。本田 Clarity 通过削减活塞裙部的材料达到减重的效果。同样这也是在飞度混动版发动机的活塞基础上实现的。除此之外，通过改进气缸壁的处理工艺获得更加低的活塞和活塞环与气缸壁之间的摩擦系数，来提升热效率。
通过这一系列的技术叠加，本田 Clarity 将这台源自飞度混动版的 1.5 升直列四缸发动机热效率足足提升了 1 %。要知道，飞度混动版 1.5 升发动机原本已经是一台阿特金森循环发动机了，而 Clarity 通过改进提升滚流比，改进燃烧室和活塞顶部形状，优化活塞重量，改进气缸壁制造工艺把热效率提升了 1 %。虽然 1 %是一个很小的数字，但是如果换算到长年累月的行驶里程里去，将可以获得相当可观的经济性的提升。
结论 重热效率而不是重升功率才是混动车的核心竞争力
基于前文所说的阿特金森循环发动机原理，热效率的提升并不意味着升功率的提升，甚至还会损失掉很多升功率，因为对于 ATK 发动机来说，相当于降低了实际排量，这也是为什么丰田本田 2.0 排量的阿特金森循环发动机，功率扭矩数值仅仅相当于一台 1.6 升排量的发动机。
但是热效率的提升直接带来的是燃油消耗量的减少，续航里程更长，经济性更好。高热效率发动机是混动车生产企业必须掌握的核心技术，特别是对于本田 Clarity 来说，由于平台具有极大的扩展性，这台发动机不仅要用于 PHEV，还可以用于增程式混动，只需要改进 VCU 控制程序这台高效的发动机就能变成一台增程器。
混动技术解析—本田i-MMD插混，双电机2.0阿特金森循环自吸发动机
本田i-MMD是发布于2013年的混合动力技术，经过几年的发展，2018年推出了第三代i-MMD双电机混动，有了插电式混动，续航超过50公里，达到了上绿牌的标准，其核心包括2.0L自吸发动机、驱动/发电双电机、智能动力分配单元 (IPU)等，为何没有真正的混合动力驱动模式，有何亮点，下面我们来详细分析。
2.0L阿特金森循环自吸发动机
包括雅阁、CRV等车型，都使用了2.0L的自吸发动机，首先从减少摩擦和震动两方面入手，让热效率达到40%。锻钢曲轴上的每个轴颈都经过微抛光以减少内部摩擦。连杆在每个动力冲程中具有更有利的角度，减少了活塞上的侧向负载，来提高效率。轻质活塞采用特殊裙部设计，以最大限度地减少往复运动的重量。
降低震动方面，四缸发动机配备了一个内部平衡器装置。平衡系统由位于油底壳中，由一对链条驱动的反向旋转轴组成，有助于消除通常与直列 4 缸发动机相关的固有二阶谐波振动，用处是提高整个转速范围内的平稳性。
最后提高压缩比，发动机在进气门和排气门之间有一个 34 度的夹角。狭窄的阀门角度降低了表面积与体积的比率，可以创建更平坦紧凑的燃烧室，减少未燃烧的碳氢化合物排放。通过E-VTC（电子可变正时控制）与可变气门正时和升程电子控制 (VTEC) ，进气门的升程曲线、正时和持续时间都可以改变，创造阿特金森循环，就像昨天介绍的比亚迪发动机，通过燃烧室形状和精确控制，以及阿特金森循环，可实现 13.5:1 的高压缩比。
由于本田的发动机从燃油车改进，并非独立开发的混动专用发动机，因此热效率没有达到比亚迪的水准，但另一方面，动力上有些许优势，以CR-V插混为例，其2.0L发动机最大功率146马力，峰扭184Nm，完全可以单独驱动车辆，因此适用于更大更重的SUV或者B级轿车，高速巡航状态下更有力。
双电机的作用
双电机是第三代i-MMD的亮点，一个电机负责驱动车轮，，驱动电机的功率为135kw，扭矩315Nm。一个小电机负责发电，装在E-CVT内部，由本田开发，属于不含重稀土金属的永磁驱动电动机，可以控制整车的成本。
两个电机与发动机互相协调，在刹车时，驱动电机将减速车辆的动能转换为电能，储存在16kwh的松下三元锂电池内。由于可以直接用充电桩为电池充电，CR-V锐·混动e+的纯电续航为85公里。
三种驾驶模式
第三代I-MMD有三种驾驶模式，电脑自动切换，包括纯电（100%电机）；混合动力驱动（内燃级+双电机工作）；发动机驱动（100%汽油发动机）。
纯电模式：在静态启动、市区低速驾驶、刹车时启动，在纯电模式下，汽油发动机关闭，并与动力传动系统分离以减少摩擦。
混合动力模式：比较特殊的是，本田的混动状态下，汽油发动机只负责驱动小电机发电，为驱动电机提供动力，驱动车轮的仍然是一个电机，也就是串联混合动力模式，与我们本周介绍的华为问界M5一样，这种模式下其实就是增程电动车。
发动机驱动模式：在中高速巡航时，阿特金森循环发动机通过E-CVT动力分配器锁止离合器连接到车轮，高速下发动机效率好，因此适用于巡航，如果需要急加速超车，推进电机可以辅助，系统综合功率会从内燃机直驱的107kw上升到158kw，超车更方便。
选车侦探观点：本田i-MMD插混更多像一台增程式纯电车，只有在高速续航下内燃机才会直接驱动车辆，其他状态都是电机独立驱动，其油箱只有26L，满油满电状态下续航为600公里左右，不适合追求动力和高续航的用户，更适合喜欢纯电车的本田粉丝。
本周我们将带来车企最新混合动力技术解析系列文章；
周一12月27日《上绿牌标准是什么？强混、轻混、插混、增程电动有这几个显著区别》
周二12月28日《混动技术解析—华为汽车问界M5，1.5T四缸增程电动怎么样》
周三12月29日《混动技术解析—比亚迪DM-i，1.5L自吸为达43%热效，使用这5项技术》
周四12月30日《混动技术解析—本田i-MMD三代双电机混动，是否强于国产混动》
周五12月31日《混动技术解析—长安蓝鲸iDD混动，采用可变电子截面涡轮增压，热效率45%？》
「持续改进破茧成蝶」本田混动用2.0L发动机开发解密——上
曾经江湖传言，世界上有两种混合动力，一种叫丰田混合动力，一种叫其他混合动力。丰田从第一代普锐斯以来，凭借着技术底蕴与专利壁垒，牢牢占据混动车型的市场。很多品牌都尝试在该领域分一杯羹，却铩羽而归。丰田也在该领域笑傲江湖，赚得盆满钵满。
但是，随着本田君I-MMD系统横空出世，已经具备正面挑战丰田THS的技术实力。目前市场上本田雅阁混动和CHR混动都具备非常优异的表现，在动力性能更好的前提下，能够做到和丰田混动同等的油耗表现，可以说相当的惊艳。
技术没有捷径，本田I-MMD系统并不是变出来的，至今已经发展到第三代。它成功的秘诀在于——持续改进。由于I-MMD是一个非常复杂的系统，涉及到发动机，变速箱，电池，逆变器，电机，控制系统等等。本文从我的专业领域来介绍本田雅阁混动用的2.0L自然吸气发动机的开发。
本文分为两篇，该文为上篇
本田雅阁混动用2.0L发动机开发解密上——混动发动机的诞生
本田雅阁混动用2.0L发动机开发解密下——混动发动机的突破
1混动用发动机的开发目标在i-MMD混动系统之前，本田是没有混动用的发动机的，混动发动机追求的性能指标和传统发动机是不相同的，如果单纯的拿传统发动机来用，无法做到领先的燃油经济性。
因此，在设计之初，本田确认了下述性能目标：
（1）低油耗：混动工况燃油经济性改善
（2）轻量化：DOHC化下要降低重量（低于base 2.0L发动机）
（3）排放性能：北美PHEV排放标准，SULEV20法规合格
（4）噪音：中级车水准的NVH性能
2主要结构和性能参数2.1 发动机配置
第一代混动发动机外观如图1所示，与目前量产2.0L发动机的对比如表1所示。为了实现更高的热效率，该发动机采用了DOHC，进气侧气门机构使用了VTEC和电动VTC技术，排气侧气门使用了装备液压挺杆Hydraulic Lash Adjuster（HLA）冲压型摇臂（rocker arm）结构。由于轻量化，提高了气门升程曲线的上升加速度，膨胀行程减少了损失。为了保证稳定的大量EGR，采用了高滚流比设计，为了缓解流动阻力又增大了进气门的直径（增加1mm）。气缸偏置（cylinder offset）也进行改良，气缸体（Cylinder block）高度下降降低重量。曲柄轴颈直径（crank journal diameter）也从55mm改为50mm，从而降低了磨损并减少重量。压缩比提高至13，并使用阿特金森循环、低温EGR。电子水泵的采用也取消了皮带，降低了摩擦。喷射方式从成本和燃油经济性考虑折中，还是保留了多点电喷。
图1 第一代混动2.0L发动机
表1 混动用发动机与基础型对比图
2.2 性能
发动机性能如图2所示，最高功率在6200rpm，有105kW，最大扭矩发生在4500rpm，有165Nm。
图2 发动机性能曲线
2.3 燃油经济性
燃油消耗率(BSFC)的分布如图3所示，黄色线为混动模式的工作曲线，白色区域为常规发动机模式下的工作区域。在2500rpm，120Nm的工况点，BSFC为214g/kWh。与量产的2.0L发动机相比，同等扭矩下BSFC至少节约了10%。
图3 发动机BSFC图
图4 燃油经济性改善
2.4 排放性能
图5为排气系统的3D图，本田设计了一套利用混动系统特性，通过启动后调整发电量，让两个催化器快速暖机提高效率的新控制系统。另外启动时将进气门调整为窄性能凸轮，降低了排放，实现了北美市场PHEV规范的SULEV20法规，如图6所示。
图5 排气系统示意图
图6 SULEV20排放法规
3 技术手段3.1 VTEC
进气气门采用的VTEC系统的构造如图7所示。每1个气缸，由3个凸轮和摇臂组成。两侧蓝色为性能凸轮，中间绿色为节能凸轮。当使用性能凸轮时，连接销在关闭状态，摇臂单独工作，当使用节能凸轮时，连接销在打开状态，摇臂会通过销的作用而工作。为了让销在低转速区域顺利地切换，通过油压控制销的打开与关闭。这套系统就叫VTEC。
性能凸轮和节能凸轮在工作时对气门升程的曲线影响如图8所示，运行工况如图9所示。性能凸轮的开角较窄，1mm以上的升程范围有196CA，当系统要求发动机在全负荷工作和启动时使用性能凸轮方案。节能凸轮开角宽，1mm以上的升程范围有240CA，在燃油经济性需求的工况下使用。
图7 VTEC结构图
图8 气门时刻曲线
图9 VTEC 工作范围
3.2 低温EGR
混动发动机的主要工作领域在效率较高的中高负荷区域，为了改善燃油经济性，缓解爆震，采用了低温EGR系统。但是低温EGR会让燃烧变得缓慢，存在燃烧安定性下降的情况。因此，为了提高燃烧速度，必须使用高滚流比的进气管，如图10。要想实现高滚流比，要对目前燃烧室进气侧流场进行优化，对侧面的形状进行调整，对进气管边缘的角度进行优化。气缸内流场的分析结果如图11所示。减少了气门和吸气侧壁面间的流动气体，提高了滚流比。另外，改变了进气角度，在气门口形成高流速，在燃烧室内形成高滚流比。滚流比从0.73提高到1.4。该进气道的改善效果如图12所示，通过高滚流比，缸内平均有效压力（IMEP）下的变动率得到改善，并且，在油耗最低点的图示燃油消耗率（ISFC）降低了5%。
图10 高滚流比进气道
图11 流场仿真结果
图12 高滚流比效果
3.3 轻量化技术
为了提高燃油经济性，轻量化技术是必不可少的，尤其对于混动车来说，因为有了动力电池，其对轻量化的要求更高，对发动机进行轻量化设计势在必行。
3.3.1曲轴
如图13所示，对曲轴的配重部分进行切削，把不需要的部分消除掉，这个技术在世界属于首创，也是一个坑（下一篇会提到）。曲轴直径从55mm变成50mm，配重数量也从8个变为4个，总体上减轻了3.7kg。
图13 曲轴设计优化
3.3.2 活塞
考虑到这款发动机为混动专用，只会用到部分扭矩区间，且加速时可以依靠电机发力，所以对发动机本体的功率和扭矩要求不高，可以让最大燃烧压力降低下来，因此对结构的强度要求不高。与量产2.0L发动机的最大燃烧压力7.9MPa相比，混动用发动机只有5.6MPa。与之对应，在压缩的行程、活塞孔、长度都进行轻量化设计，每个活塞减轻了61g，总体减轻了246g，如图14。通过这个部分的轻量化，降低了摩擦阻力，提高了燃油经济性。
图14 活塞设计优化
3.3.3排气侧press-type rocker arm
通过轻量化与气门升程曲线的设计，扩大阿特金森循环的范围，排气侧采用了HLA和press-type rocker arm，如图15所示。与本田传统的传统机构相比，降低了1.3kg。
图15 press-type rocker arm
3.3.4电子水泵
如图16所示，采用了电子水泵，取消了传动皮带，降低了1.3kg重量。通过以上技术，与现款发动机相比一方面增加了DOHC系统，一方面降低了4.7%的重量。
图16 电子水泵
3.4 电动VTC
这款发动机为了提高燃油经济性，设计压缩比为13，在怠速停止使用性能凸轮时，再启动电机拖拽发动机时燃烧室压力过大导致振动较大，商品性下降。为了解决这个难题，对启动时的进气门关闭时间（Intake valve close timing:IVC）进行延迟缓解燃烧室压力。采用了电动VTC，工作的效果如图17所示。
图17中红线为IVC 76deg下的发动机转速上升，蓝线为IVC96deg的发动机转速上升，IVC76deg时，600rpm以下发生明显共振，且振动存在残留，影响到后续的转速，当IVC在96deg时，转速上升非常顺滑。一般启动时NVH差的原因在于发动机共振，并且转速从低到高的过程中振动频率也是从低到高，所以从构造上解决共振是很困难的。通过对IVC迟角，缓解泵气效果，从而降低振动。下面就具体实现的手法进行阐述。
发动机停止的时候，ECU控制VTC在IVC最迟角状态（96deg）并时刻准备着再次启动。再启动电机驱动时，当发动机转速到共振区域外的600rpm以上后，再让VTC进角，燃油喷射开始前调整至所定的IVC（76deg）。通过这个控制逻辑，抑制了振动的发生源，保证了必要的NVH性能。
这一系列的操作在很短的时间内完成，对VTC有很高的响应性要求，传统的油压式VTC无法满足设计要求，必须采用电动VTC。采用电动VTC后，在不牺牲任何性能、排放的基础上，实现了较高的NVH性能。
图17 电子VTC效果图
通过对以上技术的投入，混动发动机的开发完成了。
4 小结这款发动机为本田I-MMD第一代混动发动机，主要的特色就是低油耗和低排放，所以在某已有机型基础上，做了大幅度的优化设计。但是，这款发动机的性能指标并不能算突出，热效率只有39。1%，对于本田这种技术宅来说，只是解决了从无到有，远远算不上一款优秀的发动机。因此，本田在第二代I-MMD和第三代I-MMD上，对该发动机做了大幅度的设计优化，实现了40.6%热效率，成为一款优秀的发动机。
（未完待续……本田雅阁混动用2.0L发动机开发解密下——混动发动机的突破）
OK，本文到此结束，希望对大家有所帮助。
