詳解汽車可變氣缸技術 將浪費降到最低
眾所周知,一臺汽車是由很多個零部件所組成,而那所謂的三大機構五大系統則是最為核心的部件。但對于一位不是十分了解汽車的普通人而言,當你問到他汽車最核心的部位是什么時,我想他肯定不假思索的就會回答你是發動機。不錯,對于每一款車型來說,發動機確實都是一個十分重要的部件,因為沒有了它汽車就如同人沒有了心臟一樣,沒有心臟的人會死亡,沒有發動機的汽車則生不如死。
也正是由于汽車發動機有著很強的重要性,所以很多廠家在發動機研發上下了大力氣,無論是各項新技術還是對于發動機材料的改變,他們無疑是想通過自己的努力來讓發動機在最少能源消耗的情況下釋放出來最大的動能。
早期對于汽車發動機技術我們熟知的無非是那幾個不同叫法的可變氣門正時和可變氣門升程技術;后來渦輪增壓發動機的更多使用才讓我們進一步得了解到雙渦流等技術;之后,伴隨著直噴發動機的出現,缸內直噴、分層燃燒等技術也成為了當時的熱門話題。
伴隨著石油的逐漸短缺,最大限度的降低油耗成為每一款燃氣機車不得不面對的問題。小排量車型需要,大排量車型更需要,所以廠家也開始在越來越多的大排量車型身上使用各種各樣的發動機新技術。
V型六缸發動機
對于大排量發動機而言,它們無法回避的一個問題就是由于排量的增大,導致其發動機汽缸數勢必有所增加,V6,V8,甚至是W12,這些都是大排量車型所習慣采用的發動機布局。大排量發動機最大的好處就是其可以擁有十分充足的動力儲備,較小排量發動機而言,它所能提供的動力輸出會更好,但同時也有一個問題,就是在擁有姣好動力的同時,車輛的燃油經濟性也會有著明顯的降低,這對看似不可調和的矛盾應該如何解決呢?
V型八缸發動機
上世紀90年代,作為汽車鼻祖的梅賽德斯-奔馳在旗下的S500車型上將這一對矛盾解決了,工程師們采用可變汽缸技術來保證大排量多缸數車型的燃油經濟性。在奔馳之后,本田、寶馬、克萊斯勒等廠商也隨機推出了配有可變汽缸技術的車型,可變氣缸技術一般適用于多氣缸大排量車型,如V6、V8、V12發動機,因為日常行駛,大多數情況下并不需要大功率的輸出,所以大排量多汽缸就顯得有點浪費,于是可變汽缸技術應運而生,它可以在不需要大功率的輸出時,控制關閉一部分汽缸,以減少燃油的消耗。
W型12缸發動機
與各大廠家對可變氣門技術有著不同的叫法一樣,在可變汽缸技術上各大廠家也有著不同的叫法,但技術的核心基本相同,都是在汽車高速行駛時,通過電子系統將發動機的部分汽缸關閉,已達到節油的效果。
大眾的可變汽缸技術:
在這里之所以說到大眾的可變汽缸技術并不是因為它推出的多早,也不是因為它有多么的先進,而是因為對于大眾的這套名為ACT主動氣缸管理系統的技術是可變汽缸技術首次被使用在小排量車型上。
ACT主動氣缸管理系統是大眾第一次使用在EA211系列這樣的小排量發動機上,在之前這套系統僅用于大型八缸或十二缸發動機上。該系統可在發動機中低負荷運轉狀態下關閉第二缸和第三缸,因此能夠將歐盟行駛循環的百公里油耗降低0.4升左右。在第三檔或第四檔以50公里/小時的速度勻速行駛時,其百公里節油量可達1升。即使在第五檔以70公里/小時的速度行駛,該系統也可將百公里油耗降低0.7升。
當發動機轉速在1250轉/分到4000轉/分之間、即扭矩輸出在25牛米到100牛米左右時,ACT主動氣缸管理系統就會啟動。這一轉速和扭矩范圍十分寬泛,幾乎涵蓋了歐洲行駛循環下近70%的駕駛狀態。而當駕駛員踩下油門踏板時,兩個氣缸就會悄然重啟。該系統十分高效,且絲毫不影響發動機的平順運轉:即使只用兩個氣缸,這款平衡性極佳的1.4升TSI也能像四缸同時工作一樣,安靜運轉,而且震動也很小。所有機械切換動作在凸輪軸旋轉半周的時間內即可完成,也就是只需13毫秒到36毫秒之間,具體時間視發動機轉速而定。由于該系統支持對點火和節流閥的干預,所以汽缸開關切換過渡十分流暢。
值得一提的是,借助油門踏板傳感器和智能監測軟件,該系統可探測出不規律的駕駛狀態:例如在車流中穿行或在鄉村道路上高速行駛。在這種情況下,汽缸關閉功能將被禁用。駕駛員可從車速表和轉速表之間的多功能顯示器上得知汽車當前是兩缸運行還是四缸運行。
為了進一步降低排放和油耗,并提高發動機低轉速下的扭矩輸出,EA211全系發動機的進氣凸輪軸都設計成可以在50度曲柄角范圍內調節;發動機中增設了排氣凸輪軸調節器。凸輪軸調節器可調節到理想的控制時間,從而確保汽車能夠在低轉速下實現更順暢的響應,同時還能提升高轉速下的扭矩。
總結:
無論是早期的奔馳、寶馬還是現在的本田、克萊斯勒和大眾,他們使用可變汽缸技術的原因就是為了要最大化的降低車輛的油耗。
雖然相比之下,大排量多缸數發動機在使用可變汽缸技術時的效果要遠遠好于小排量車型,但對于環境保護和節能減排來說,無論多少,只要肯做就好。更何況當車輛在巡航時,除了支持它巡航的動力外,其他的動力輸出完全屬于浪費,毛主席教育我們“浪費是極大的犯罪”,所以我們要將浪費降到最低。
cvt相關文章:cvt原理
評論