能節省30%燃油 閉缸技術真的有那麼神嗎?

能节省30%燃油 闭缸技术真的有那么神吗?

近幾年,隨著燃油車排放越來越嚴格,很多主機廠不得不想辦法來降低車輛油耗,而三缸引擎的推行就是最好的例證。不管你接受不接受,在現階段內燃機向電動化轉變的過程中,三缸機還將成為今後一段時間小排量發動機的主要設計形式。目前,各廠商除了採用三缸機來降低油耗之外,部分品牌還使用閉缸技術來降低發動機整體油耗。那說了半天到底何為閉缸技術,它又具備哪些優勢呢?

能节省30%燃油 闭缸技术真的有那么神吗?

什麼是閉缸技術? 它又分為哪些類型?

所謂閉缸技術就是指在發動機正常運轉中根據當前工況自動關閉1-2個甚至是更多的氣缸,以此來達到減缸降低油耗的目的。而根據閉缸形式的不同,目前發動機閉缸技術總共可以分為三類。

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1.停油不停氣:這種閉缸技術是比較早期的設計,邏輯上也比較好理解,實際上就是通過切斷其中1-2個缸的供油,但氣門依舊會正常開啟,進入氣缸內的空氣再從排氣管流出。早期凱迪拉克採用的閉缸技術就是這種,但最終因為節油效果不明顯被捨棄。

2.既停油也停氣:這種閉缸形式是目前比較主流的一種,它能在根本上真正起到節省燃油的目的。

3.既停油也停氣還要利用廢氣進行回收:目前最新的閉缸技術就是這一類,但因為整體技術難度較大,據說只有寶馬等幾家公司在著手研發。它通過回收來的廢氣對不做功的氣缸進行加熱,以此來達到發動機整體熱平衡的目的。

發動機閉缸技術有何優勢?

發動機閉缸技術目前主要應用於降低排放和能源消耗上,但很多人在這裡存在這樣一個誤區,就是一臺四缸發動機如果關閉其中兩個氣缸,是不是就代表能源消耗會降低50%?其實,這種觀點的非常錯誤的。雖然閉缸技術會使其中兩個氣缸不用繼續做功,但發動機曲軸為一個整體,所以這兩個氣缸會繼續隨著曲軸進行往復運轉,而氣缸在運轉的過程中自身也會產生一些摩擦力,消耗其中一部分能量,因此油耗大約只能降低20-30%左右。

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另外,關閉兩個氣缸做功雖然會降低一部分油耗,但同時也會帶來一個新的問題,就是缸體熱量分佈不均勻。我們都知道,大部分家用車發動機工作溫度在85-105攝氏度之間,如果此時其中兩個氣缸停止工作,就會造成發動機整體熱量分佈不均勻。長時間在如此工況下行駛,一側缸體由於受熱膨脹,可能會導致氣缸輕微變形,出現燒機油等問題。不僅如此,由於發動機缸體各位置溫度不同,在平衡溫度時冷卻液的循環系統也比較麻煩,這也在一定程度上會導致發動機生產的複雜化。

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而且,在關閉兩個氣缸工作後,發動機的整體運轉平順度也會出現問題,此時發動機可能會出現一些劇烈抖動以及噪音,這時候就比較考驗廠商在NVH上的優化表現了。

目前哪些車型上配備了閉缸技術?

其實發動機閉缸技術並不是什麼新鮮產物,早在上世紀80年代,通用就已經發明瞭DoD可變排量技術,它的原理也非常簡單,就是通過控制凸輪軸調整位置,致使其中個別氣門頂杆和凸輪軸斷開,同時切斷噴油和火花塞點火系統,如此做的目的只有一個--省油。

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因為閉缸技術主要目的就是為了省油,所以對於大排量V8、V10、V12跑車來說,一般在市區行駛完全用不著這麼大動力,因此有不少超跑品牌都採用了這項技術。其中典型代表就是蘭博基尼Huracan所搭載的那臺5.2L V10自然吸氣發動機,在市區正常情況下行駛式,發動機可以根據車輛所需要的動力自動關閉其中一半的氣缸,以此來降低整車的高油耗。

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不僅如此,隨著近兩年排放法規越來越嚴格,現在很多三缸、四缸小排量發動機也開始配備閉缸技術。其中2018年上市的車型中,全新福克斯所搭載的1.0T、1.5L和1.5T三缸發動機均配備了閉缸技術,在巡航狀態下行駛時,這臺發動機會在14毫秒內自動判斷關閉/開啟其中的一個氣缸,這速度比人類眨眼還快10倍。

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同樣去年上市的凱迪拉克XT4車型上,該車所搭載的2.0T發動機也配備了閉缸技術,在車輛巡航狀態下電腦會自動判斷關閉其中兩個氣缸。此外,全新奔馳A級、新款邁銳寶XL以及新款凱迪拉克CT6等車型均配備了發動機閉缸技術。

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而剛剛結束的“上海車展”上,全新馬自達3所搭載的全球首臺壓燃SKYACTIV-X發動機同樣具備閉缸技術,未來如果這臺發動機正式引入國內的話,預計它將會被應用到馬自達更多的車型上。閉缸技術也有望成為內燃機標配的一種技術。

總結:

隨著燃油車排放法規的日益嚴格,汽車廠商們絞盡腦汁研發新的技術來應對。使用三缸發動機和採用閉缸技術是目前慣用的方法,而在閉缸技術這一領域,各個廠家使用的方法也不盡相同,有的是通過改變凸輪軸的偏向移動來實現,還有通過控制氣門搖臂與凸輪軸間的距離來實現閉缸。總之,不管使用那種閉缸技術,未來幾年中,配備閉缸技術發動機的車只會越來越多,因為這是內燃機發展的大勢所趨。


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