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閉缸技術,為何關閉一半氣缸,油耗不能降低20%?

文/秦明

我們都知道,閉缸的作用是以低功耗停止情況下的燃料,進而節省燃料,不過,照理來說,關閉了一半的氣缸,那就相當于發動機少了一半的工作量,那能耗也應該減少一半啊?可根據了解,這些搭載了閉缸技術發動機的車型,油耗并沒有得到大幅度的改善。那我們就來看看這閉缸技術,有何技術特點和優劣勢?

閉缸技術在很久前就在美國流行,因為當時美國油價低廉,導緻生産V8、V12這些大排量車型太多,而後來油價的高漲,發現遭不住了,于是就有了閉缸技術的出現,到如今不少美系品牌依舊對這一技術情有獨鐘,就比如通用和福特等品牌。

閉缸技術,為何關閉一半氣缸,油耗不能降低20%?

不過閉缸技術并不是能随意搭載的,主要針對V6、V8、V10等大排量的發動機,三四缸機也不是不能用,主要是用了效果也不太明顯,閉缸技術能讓發動機部分氣缸停止工作,減小能耗。目前各大車企實作發動機閉缸技術主要通過停油和停油停氣兩種方式,第一種停油方式就是通過停止向發動機噴油,氣門依舊正常工作,是以空氣照常通過進氣門,也會受到阻尼導緻産生泵氣損失,可想而知,氣缸都已經停止工作,進氣排氣就是在做無用功,無疑會加大能量和部件的損耗,那反而是有點舍近求遠了。

停氣停油的方式,則要更為徹底,不僅停止噴油也停止排氣運動,那無疑節能效果要好不少,是以各大廠都把目光放在了如何停止氣門工作上。就比如通用、福特和本田都有着各自的閉缸技術。

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通用的閉缸技術最早搭載于凱迪拉克上機型為L62 V8-6-4的發動機,當時技術名稱為DoD(Displacement on Demand)智能燃油管理系統,當動力過剩時,DOD就會控制關閉其中的多餘氣缸,可由8缸轉換到6缸和4缸工作模式下,節油效果很明顯,由于當時技術限制,運作不可靠,後來擱置了。

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到後來凱迪拉克XT4上搭載的2.0T發動機搭載了Tripower三段式智能變缸技術,這種技術主要通過三段式滑輪凸軸配合特殊滑槽和滑柱,實作凸輪軸的橫向位移,在滑槽上方有一個用于調節氣門升程的電磁閥,控制滑柱向下伸入滑槽中去,因為滑柱是固定的,凸輪軸和凸輪之間存在花鍵,那麼随着凸輪表面上的軌迹,凸輪軸也開始發生橫向位移,進而實作不同大小的凸輪和氣門頂杆相連,達到閉缸的效果。

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不同于通用的閉缸技術,福特采用一種搖臂結構來實作閉缸的效果,搖臂主要由兩部分組成,一端與液壓油相連,一端與凸輪相連。當控制器收到需要閉缸的指令時,就會縮減搖臂中的油量,那搖臂的圓柱銷就會往回收,導緻無法與凸輪相連,凸輪就完全是在獨立運動,就是這樣斷開氣門與凸輪軸的連接配接方式,達到閉缸的效果。

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閉缸技術的主要目的還是在于降低排放、降低燃油消耗上,但這裡存在一個常見的誤區,4缸發動機在關閉其中兩個氣缸後,其燃油消耗的降低幅度并無法達到50%,而僅僅能夠減少20%左右。為什麼關閉了一半的氣缸減少的油耗不能達到50%呢?這是因為不做功的兩個氣缸依然要随着曲軸繼續往複運動,其在運動過程中的摩擦力等等,消耗了其中一部分能量,并且雖然進排氣門呢停止了運動化,但原本與之相連的凸輪依舊在進行旋轉,同樣也會損耗部分能量,是以并不能實作降低一半油耗。

閉缸技術,為何關閉一半氣缸,油耗不能降低20%?

此外,關閉兩個氣缸雖然能夠幫助發動機提升燃油效率,但是也會帶來一個新的問題,那就是缸體熱量分布不均。由于其中的兩個氣缸停止了做功,其所産生的熱量就會明顯低于繼續運作的氣缸,這就會導緻發動機缸體熱量分布不均勻。發動機長時間的熱量分布不均,可能導緻發動機缸體産生變形,影響其穩定性,是以需要額外的動态熱管理系統,通過獨立的冷卻液循環水路,精準的平衡發動機不同位置的熱量,增加了發動機的複雜程度及成本。

閉缸技術,為何關閉一半氣缸,油耗不能降低20%?

由于近幾年,排放問題日益嚴重,閉缸技術也逐漸回到了大家的視線,很有趣的是,新能源在排放問題下,電池智能科技不斷創新,持續往前走,而傳統燃油車型卻在“回頭吃老本”,這也意味着,新能源時代的到來已經勢不可擋。

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