大排量发动机节能魔术

ksj7341 · 发表于 2013-1-20 22:24

　　【汽车探索讯】说起买车大家除了关心配置那么想必就是发动机排量了，这是两种典型的中国式购车情节，虽然有涡轮可以让发动机在，享受小排量低油耗的同时动力还不错。但是要是大排量的车，怎么做到低工况下省油呢？其实这就要说说发动机变排量技术了，最早80年代这项技术就在凯迪拉克车型上使用。变排量技术也被称为主动气缸管理（可变缸技术），无论怎么变化都是将气门做功“断开”处于空转状态，供油系统停止向缸体喷油，从而达到减少排量。大众、本田、克莱斯勒公司是这种技术的典型的代表。

　　该系统可在发动机中低负荷运转状态下关闭第二缸和第三缸，大众汽车是第一家在四缸发动机中采用主动气缸管理系统作为节油技术的汽车制造商。

　　优势：仅通过电磁阀控制凸轮轴斜槽位移，就能实现停止缸体做功，结构更加可靠相比其它闭缸方式更加可靠，可实现性更强。

　　在EA211全系发动机为了进一步降低油耗和排放量，并提高发动机低转速下的扭矩输出，该引擎在内部中新增设了排气凸轮轴调节器，其中进气凸轮轴也都设计成了可以在50度曲柄角范围内调节。由于调节器可调节到理想的控制时间，所以这就能确保汽车在低转速下实现更加顺畅的相应，当然这也提升了高转速下的扭矩。另外，EA211引擎还具备进排气双可变气门正时技术，同时直喷系统在采用5孔喷嘴的同时，喷射的压力也提升到了200bar。最终这些技术都在一定程度上提升了发动机的工作效率。

　　具有出色的燃油经济性百公里油耗降低0.4L 二氧化碳排放将少8克

　　而新加入的亮点技术——气缸关闭系统（ACT主动气缸管理系统）主要是在发动机处于中低负荷运转状态下时，会自动关闭第二缸和第三缸，从而用来降低燃油的消耗。一般在启动运行时，虽然只有两个气缸在运行，但性能上也能像四缸同时工作一样，也并不会影响到发动机的平顺运行。而当我们再次踩下油门踏板时，两个气缸就会重新启动并运行。该系统一般在发动机转速为1250转/分到4000转/分之间，扭矩输出达到25牛米到100牛米左右时便会自动启动。预计启动时间会在13毫秒到36毫秒之间，不过具体时间还是要根据发动机的转速来决定。

搭载可变缸技术的1.4TSI EA211百公里综合油耗仅3.9L

　　前面从理论和技术上介绍了那么多关于EA211发动机如何省油的优势，那么在我们日常驾驶中，搭载这款引擎的车型都会有哪些具体的表现呢？得益于发动机在中低速负荷运行中自动关闭气缸的技术，这使得新车与同样没有该技术的车型相比时，每百公里的油耗将会下降0.4L左右，而当我们保持在以50公里/小时匀速驾驶时，百公里的可省油高达1L，哪怕是以70公里/小时的速度行驶时，具备该技术的车型的百公里耗油也将降低0.7L左右。

　　除了简单的省油外，EA211发动机的ACT主动气缸管理系统在运行的同时，还具备对不规律驾驶状态的探测功能。这主要是因为该系统支持对点火和节流阀的干预，所以气缸开关切换过度十分流畅。例如当我们在车流中穿行或在乡村道路上高速行驶时，气缸关闭功能将会自动禁用，此时，我们可以通过车速表和转速表之间的多功能显示屏上了解到当前是两缸在运行，还是四缸在运行，从而对不规矩驾驶也算是起到了一定的提示作用。

　　EA211主要技术原理

　　日前大众对外宣布，将为旗下1.4TSI排量发动机配备最新的气缸关闭技术，这标志着此前只在大排量多缸引擎上应用的“闭缸”技术将首次被小排量四缸发动机所使用。

　　以1.4TSI引擎为例，该技术可以在指定情况下，关闭4个气缸中的两个，配合发动机自动启停系统，百公里综合油耗可以最高降低0.6升。此外，在3或4挡以50km/h的时速下巡航，气缸关闭技术甚至可以将百公里油耗节省1升。

　　作为MQB战略的一部分只要是旗下MQB PQ系列的平台都能模块化使用EA211发动机

　　蓝驱技术配合全新搭载ACT技术的 1.4T全铝发动机燃油效能更高

　　通常情况下电脑会根据发动机的运行状况来判断是否关闭气缸，例如1.4TSI引擎如果转速在1400rpm-4000rpm之间且扭矩负荷在25-75牛米时，则会自动关闭气缸。同样的，如果电脑侦测到油门踏板或发动机的运行没有规律，则会让引擎自由发挥性能。相信很快这项技术将在绝大部分的大众车型中出现。

ksj7341 · 发表于 2013-1-20 22:25

V6结构发动机可变缸技术代表本田3.5L i-VTEC VCM引擎

　　优点：响应灵敏可以布置更多配气技术

　　缺点：相比大众电磁阀控制方式来说，机械结构复杂，包括塞柱位移的弹簧

　　本田的红顶发动机是当年众人膜拜的的对象，2.0L自吸发动机爆发200Ps马力，足以看出本田在发动机方面的造诣，在国内虽然你没有机会接触但是不要紧！本田将它3.5L i-VTEC/VCM六缸发动机带到了中国，尤其是歌诗图上的动力匹配，3.5L加上带有S挡的平行轴式5AT，规格也是国内本田最高的水准！然而虽然技术不浅，甚至还很有魅力，但是并没有受到热捧，但是我们还是看看这台技术感十足的V6全铝发动机吧！

　　主要技术原理

　　控制气门的连杆连杆摇臂内液压油路控制塞柱连通断开实现气缸停止做功

　　这套发动机可变缸体控制系统可以实现发动机在高转时候动力酣畅淋漓，在低俗或者拥堵路段也能做到小排量车的低排放，低油耗。总之在国内这套VCM是你能接触到的最稳定最先进的发动机了，而相比大众的电磁阀式控制可变缸，它还加入了更复杂的气门升程、正时控制机构i-VTEC。基本上实现了傻瓜化的操作。

　　这个技术的核心是通过一套塞柱结构的油压装置来驱动链接的气门摇臂的断开或结合来实现的，在连杆摇臂内的油压装置驱动了摇臂的支点，使它停止驱动气门，也就相对来说实现了闭缸减少排放。

　　普通的i-VTEC升程技术1根连杆摇臂，1根凸轮轴就能实现

　　实现i-VTEC使用1根连杆摇臂，里面只有2条液压油道

　　实现VCM需要2根连杆摇臂，每根摇臂有4条油道，把VCM和i-VTEC功能集成在内

　　在塞柱结构断开气门后，发动机EUC就停止喷油，但是没有做功的火花塞会继续点火，以尽量降低火花塞的温度损失，防止汽缸重新投入工作时燃烧不充分造成火花塞结碳。VCM系统对节气门开度、车速、发动机转速、自动变速箱档位选择及其它因素进行监测，以针对各种工作状态确定适宜的气缸启用方案。此外，该系统还会确定发动机机油压力是否适合VCM进行工作模式的切换，以及催化转化器的温度是否仍会保持在适当范围内。

　　连杆摇臂内的液压油路以及左右移动的塞柱成为实现VCM和i-VTEC的核心

　　VCM的全称为Variable Cylinder Management，是本田公司研发的一种可变汽缸管理技术，它可通过关闭个别气缸的方法，使到3.5L V6引擎可在3、4、6缸之间变化，使得引擎排量也能在1.75-3.5L之间变化，从而大大节省燃油。这套技术的魅力尤其被美国本田爱好者忠爱，既能享受大排量的驾驶平顺感，包括加速线性，又能在不必要的时候减少发动机排放。相比涡轮增压、机械增压技术复杂，但是带来的驾驶高级感是以上两种方式不能达到的！

ksj7341 · 发表于 2013-1-20 22:26

美系大排量V8发动机代表之作克莱斯勒公司HEMI系列发动机

　　HEMI起源可以追溯到1948年，其实是一种半圆型缸顶技术，不是品牌，半球形燃烧室更利于形成涡流，空燃比充分混合燃烧，增加燃烧室进气量。而且它还是用了点火能量更高的双火花塞设计，这样就可以再半球形燃烧室能令空气和燃油混合燃烧能量更高！

　　没有MDS的MEMI发动机油耗将更加惊人变为“油老虎”，而且这种结构的发动机自身也是动力损耗较大，所以一般都是V8结构居多。HEMI适合哪里？HEMI发动机的特性决定了它就是为美国那种大平原，地广人稀全程直线高速公路的环境而设计，如果你没有这种用车环境，说实话理论13升左右的油耗也仅是个参考而已！

HEMI发动机燃烧室为独特的半球式结构

　　美国是大排量汽车的发源地，廉价的汽油加上良好的道路环境，使得驾驶大排量汽车在美国司空见惯的事情，在国内看来也会变为时尚和羡慕的对象！克莱斯勒旗下的5.7L以及6.4L超大排量的V8发动机就是美式肌肉车的标准配置，当然也是全尺寸SUV的标准动力，但是怎样在拥堵和低速驾驶的时候，让这些大家伙变得“收敛些”？对此美国人为HEMI发动机加入了名为MDS（Multi-Displacement_System）的可变缸技术，拥有MDS可变缸以及VVT可变气门正时技术全面提升HEMI发动机的经济性和C02排放！让这款发动机变得更加环保。

MDS的基本结构

　　我们知道美国车在高端车型上面都喜欢使用结构更加简单的SOHC单凸轮结构发动机，HEMI V8发动机通过一根凸轮轴配合推杆，就能实现驱动气门，HEMI发动机每缸只有2气门八个缸体总共16气门！并且通过液压系统还可以实现MDS变缸以及VVT可变气门技术，这种结构可靠而且能实现低转速下扭矩爆发，这就是美系大马力车的结构魅力，而在在德系车上V8发动机有32个气门，需要4根顶置凸轮轴驱动。

HEIMI发动机优点：结构简单可靠低扭爆发早 V8缸体仅16气门，1根凸轮轴

一般V8发动机结构：V8 32个气门DOHC结构，4根顶置凸轮轴驱动

曲轴箱汽缸盖凸轮轴结构解析

　　这种结构和我们看到的本田发动机结构极为接近，不过本田3.5L发动机使用了2根凸轮轴每缸4气门，HEMI每缸2气门，而且通过推杆结构实现了发动机的做功，不得不佩服美国人的聪明简单纯粹！都是相同的顶置连杆摇臂，气门位于下方。但是大不咧咧的美国人确做的很精细，足以看出他们对机械方面犹如孩童对迪斯尼的热爱！

MDS结构核心就是气门顶筒内的塞柱结构

　　从图中的结构你可以看出，其实HEMI发动机，在凸轮轴附近还是一个类似气门顶桶的结构，这个顶桶里面有弹簧塞柱，通过液压驱动连通或断开，实现变缸当液压不工作是气门处于工作状态。顶桶上方有一根推杆实现了对气门的操作，这就是这种结构的精妙之处，而且在凸轮轴上，有高角度凸轮也有低角度凸轮，还能实现VVT可变气门正时技术，顶桶结构既实现了MDS变缸，还能实现VVT技术。