03.02 發動機閉缸技術是怎麼回事?

v測評


“閉缸技術”說起來很複雜,需要很多專業性的知識去做一系列的解釋,簡單說來,可以理解為一臺發動機在動力上可以做到“收放自如”。一般用到閉缸技術的,都是一些大排量的豪車,比如搭載8缸、12缸這類發動機。舉個例,一臺豪車搭載的是V12發動機,有了閉缸技術後,就可以切換到6缸模式,這時你得發動機就相當於6缸的發動機,以達到省油的目的。要知道,不是任何路況都需要用到12缸的動力。


放在以前,這種閉缸技術只會出現在大排量車型上。而現在,越來越多的小排量車型也用到了這項技術,比如凱迪拉克的XT4。雖然它的排量只有2.0L,但它擁有包括AFM動態燃油管理系統的一系列節能技術,簡單說就是閉缸閉缸技術。包括還有奧迪還有福特等其它汽車品牌將會把閉缸技術投入到自己的平民車型中。我認為,這是科技的進步,也是時代的需求,節能減排是世界的共同目標!


阿川說車


現在隨著能源危機的不斷加深,方便人們出行的汽車行業也面臨著重大的改變,汽車製造商在實現傳統燃油汽車向新能源汽車轉型的同時,也不斷在傳統的燃油汽車發動機上做出技術革新和系統的升級,進一步提高汽車的發動機的燃油利用率。小編下面介紹的發動機閉缸技術就是充分利用發動機燃油的一項技術,一起來看看吧。

有人曾形象的將發動機的閉缸技術比作發動機的“休眠”,其簡單來說就是發動機在工作時,可以在一定條件下關閉兩個氣缸,而只是由另外兩個氣缸運行(對於四缸發動機而言),這項技術已經不是什麼新鮮事兒,大眾的EA211 1.4T的渦輪增壓發動機,奧迪,克萊斯勒以及本田的一些車型上都已經開始運用這種技術。拿大眾的這套閉缸技術來說,其很好的借鑑了奧迪的可變氣門升程技術,在原理上來說,就是通過切換兩個不同角度的凸輪而實現針對不同工況下對氣門升程和正時的改變,閉缸系統只需要將高角度凸輪更換成沒有升程的凸輪即可。這樣做就很容易實現氣缸的閉缸,但是伴隨而來的振動問題也成為一大弊端,在中低負荷時,系統會自動關閉2 ,3 缸的進排氣門,只有1,4氣缸在 推動曲軸旋轉,根據四缸發動機1 -3-4-2的做功順序,在只有兩個氣缸工作時,發動機的做功間隔角度達到了360度,在加上發動機1 4 缸工作時是同上同下的,這必然會導致發動機產生較大幅度的振動。

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隨著各國越來越嚴苛的機動車排放標準的實施,大排量發動機越來越難以達到環保法規的要求。雖然近些年來小排量渦輪增壓發動機已經可以達到甚至超過以前V6或者V8自然吸氣發動機的動力輸出,但大排量發動機那種酣暢淋漓的感覺,永遠都是小排量發動機所難以比擬的。那麼,有沒有一種辦法讓大排量發動機既具備應有的力量感又具有小排量發動機的排放優勢呢?答案是有的,那就是 “發動機閉缸技術”。

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事實上“發動機閉缸技術”並不是什麼新鮮的技術,凱迪拉克早在80年代就在自家的L62 V8-6-4發動機上進行了應用,從名字上我們就可以看出,這臺發動機可以在8缸、6缸、4缸的狀態下進行切換。從實際效果來看,這臺發動機在當時有著非常明顯的油耗優勢,但由於技術限制,當年的這種“發動機閉缸技術”非常不穩定,因此沒有進行很好的推廣。

汽車在不同工況下對功率的需求不同,中低速勻速行駛時車輛所需的功率相對較少,而加速和高速行駛時所需功率較大。正是出於這個原因,工程師為多缸發動機加入了閉缸技術,即在特定情況下可以關閉發動機的部分氣缸。

多缸發動機的閉缸技術在發展過程中主要有三種類型:第一,對特定氣缸斷油;第二,對特定氣缸斷油並且停止其氣門運動(以此來減少泵氣損失);第三,在第二點的基礎上再把廢氣引入停缸的氣缸中,以此來維持熱平衡。

從所能實現的效果來看,第3點技術效果最好,但是難度也最大,寶馬正在朝著這個方向進行研究。目前應用最廣泛的,也是穩定性最高的方法是第2種,斷油+停止氣門運動。

這樣看來目前的閉缸技術主要是通過對傳統的氣門傳動部件的改動,來實現閉缸時氣門的停止運動,也可看成是氣門升程技術的極致應用和電控的配合。具體為通用通過改挺柱,本田改搖臂,大眾改凸輪軸。

以6缸發動機為例,在起步或者加速階段,發動機的6個氣缸會全部運轉;而在巡航等負荷較小的階段,發動機會關閉單側的三個氣缸;如果在三缸狀態下進行緩慢的加速,那麼發動機會由三缸狀態切換至四缸狀態。


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發動機“閉缸”技術原用於大排量多氣缸發動機上,比如V6、V8、V12,因為這種大排量發動機非常的費油,這就證明了為什麼“老美”的大排量車那麼多,因為“汽油”非常便宜,但後來全球“油價上漲”,導致了“老美”玩大排量也燒不起油了,所以最早開始研究這個“閉缸”技術的貌似是“通用”,採取了將V8發動機,選擇性的關閉兩個、或4個氣缸的方式,將V8發動機變成V6活著V4發動機,希望可以靠這種方式達到“節油”的目的,但是理想很好,現實卻很殘酷。。。


閉缸技術目前有三種

1.停油,不停氣:停止噴油,但是進氣門依然正常工作,只是不噴油了,理論上自然就省油了。早期凱迪拉克的“閉缸”方式就是這個,後來發現根本不省油或者說省油效果很不理想就放棄了。

2.既停油、又停氣:大家都清楚閉缸的作用是在車子低功耗的情況下停油,以起到節油的作用,但是瞭解內燃機的朋友都清楚“當低功耗時,比如輕踩油門狀態,發生場景一般在擁堵的城市,緩緩前行時,這個時候車子的“節氣門”只是稍微開啟,然而同時活塞動作往下拉,企圖從接近關閉的進氣管吸入空氣,這時節氣門和活塞之間會形成真空,在曲軸箱的外界的大氣壓力對於活塞的真空吸氣動作形成很大的抵抗力,消耗了很多能量,這個就是“泵氣損失”。既然我們選擇了“停油”,不停氣的化這種抵抗力就不會消失,“泵氣”白白損失掉了,所以乾脆停了油,也把氣停了,讓活塞真空吸氣動作形成的能量損耗停止。這樣就產生了“既停油、又停氣”得方式,這種方式也是目前的主流方式,現存的採取“閉缸技術”的車子都用這個技術。



3.既停油、又停氣,還要把高溫的廢氣重新送回氣缸:這個我也是“道聽途說”,據說唯一在研究這個的企業是“寶馬”,原理是為了保持熱平衡,這個熱平衡為什麼要保持,說實話我也不是很瞭解,但我認為可以拿“家庭的地暖”做參考,比如“三層樓,鋪三層地暖”,假如中間一層用戶不交錢(騙暖,北方很多這麼幹的),這樣熱平衡就打破了,會導致“消耗”更多的熱能來維持“中間層”熱度的同時,產生新的平衡。現在北方地區,如果第一年不交供暖費用(地暖),第二年交時需要補交前一年費用,理由就是破壞“熱平衡”。我想,把“高溫廢氣”經過“過濾”重新注入“氣缸”也是為了這種平衡。


閉缸技術看上去很理想,按我們的慣性思維來看確實可以起到省油的目的,但是現實是殘酷的,經過精密計算的“閉4缸狀態”運行僅僅比“全缸狀態”省不到20%的油,而這也是理想狀態,因為我們忽略一點很重要的問題,不管車子多少個缸,V6、V8、V12,每一個個“活塞”都通過“連桿”與“曲軸”項鍊,只要曲軸運動,所有的活塞也都會運動,這樣即使“斷油了,也斷氣了”但是“活塞”被“曲軸”脫著也會繼續運動,這就變成了“剩下”未閉的氣缸揹著“閉缸”的活塞運動,也消耗了很多能量,這就是目前“閉缸技術”所遇到的問題。



以上就是我對閉缸技術的看法。


非專業車評





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