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为了节油可以自废两缸?闭缸技术了解一下

上个月月底,我见到了李宇春,当然了,李宇春并没有见到我。

因为这场盛大的凯迪拉克XT4发布会被各路汽车媒体和李宇春的粉丝包围的水泄不通。

由于我在活动场馆外图口腹之欲吃了顿快餐延误了入场时间,被挡在了观众席外围的草地上,只能欣赏大家的剪影了▼

精彩的节目被挡去了一半,我依然能感受到活动现场热烈的气氛,那么四缸发动机停掉两缸,发动机还能不能正常工作呢?

我们今天就来讨论一下这个技术问题,反正李宇春并没有时间理我。

这次凯迪拉克XT4上市,我认为带来最大的一个技术惊喜就是发动机的闭缸技术,在国内首次将四缸机的闭缸技术进行了量产。

那么,之前还有其他什么车型采用过闭缸技术呢?

君越的3.0 V6发动,搭载过6缸变3缸的技术,也是通用的产品,我们之前为客户淘过这款车。

克莱斯勒的HEMI 5.7 V8发动机,8缸变4缸,我们之前也为一位客户淘过一台Jeep指挥官,搭载的就是这款闭缸发动机。

奥迪的S6搭载的4.0T V8发动机,也是8缸变4缸,很巧,这个我们也给客户淘过!

另外还有本田的3.5 V6 VCM发动机。

可以发现,此前的闭缸技术基本上是用在6缸以上的发动机的,虽然大众的EA211也推出了4变2的ACT技术,福特的三缸机也推出了3变2(简直黑科技),但是这些技术目前并没有在国内上市。

所以,这一次又是通用集团率先把最先进的技术引入到了国内,非常有诚意。


图:凯迪拉克XT4上搭载的闭缸发动机

那么!到底发动机是如何实现闭缸的呢?

这是本期我们着重想要和大家讨论的话题,下面我们分几个问题来展开。

1、闭缸的时候就有一半的活塞不动了吗?

活塞连杆和曲轴形成一个曲柄连杆机构,也就意味着只要曲轴在转动,活塞依然要按照既定的运动规律进行运动,依然要进行↑↓↑↓的活塞运动。

2、那么闭缸闭的是什么?


首先必须要让闭缸的几个气缸停止喷油和点火,这样才能减少燃油消耗。

这么做很简单,只要停掉这几个缸的喷油嘴和火花塞就可以了,通过电控就能搞定。

但是,如果配气机构依然按照原来的状态进行工作的话,整个发动机还在完成这几个缸的泵气工作,依然会消耗能量,这样做下来,就会发现闭缸几乎不能带来节油效果。

这就好比,公司生意差的时候,4个人的工作交给2个人做就可以了,但是另外两个人虽然不干活不拿提成,但是依然拿着相当的底薪,这样并没有为公司省多少钱。

所以,要做到真正的闭缸,起码要把2位“放假”员工的底薪也给停掉一部分(机械摩擦并不能完全停掉)才划算,反正气缸的工作并不受《劳动法》保护。

那怎么实现呢?就是把它们的气门彻底关上,让两个缸变成封闭的气室,等于是变成了两个空气弹簧在发动机里自己瞎折腾。

3、通过什么方法关闭气门?

上面的问题都说清楚了,闭缸要有效果,必须要关闭气门。

那么能关掉气门的方式有哪些呢?

从上面的图我们可以看到顶置凸轮轴发动机的一般配气结构,主要由凸轮轴、气门摇臂、气门挺柱组成。

只要我们能改变其中一个环节的运动关系,就可以让气门被弹簧死死的压在气门座上了。

所以,方法不外乎就是从凸轮、气门摇臂、气门挺柱下手。

早期的闭缸原理主要是在挺柱上下手的,通过油压来实现挺柱的调节。

如通用的3.0 V6发动机和克莱斯勒的HEMI V8发动机。

实现的手段呢,比较复杂,上面的图就是挺柱里面的结构,大家就看个热闹吧。

而本田VCM发动机采用的是改变气门摇臂的做法,很精妙的设计来实现摇臂运动的连接与断开,同样也做到了关闭部分气门的作用。

剩下的方案就是通过改变凸轮轴了,如果凸轮轴不凸了,变成一个圆形状,气门不就不动了嘛。

大众的ACT闭缸技术和凯迪拉克XT4上的闭缸技术就是这个原理。

在凸轮轴上有一个调节机构,可以左右移动凸轮轴,使得不同的工况下,有多种样式的凸轮会压在气门摇臂上,实现不同的气门运动轨迹。

我们其实可以很容易地从XT4的发动机宣传图上看出这个功能,听了上面的介绍是不是可以轻松看明白了?

那么,综合上面的三个方法,其实可以发现,闭缸技术和可变气门升程技术有着很深的关联。

本田的VCM是基于VTEC技术发展而来的,大众的ACT是基于AVS可变气门技术发展而来的。

同理可得,宝马的Valvetronic也很容易改出闭缸技术来,不过由于宝马的Valvetronic是一个电机控制整条凸轮轴的。

所以,在宝马的直列发动机上一旦进行闭缸就等于所有缸都堵上,直接会熄火,各位可以脑洞一下这个场景。

不过,宝马的V型发动机上基本可以做到零成本升级闭缸技术,只要设定一下Valvetronic的程序就可以了,比如V12熄火一半变成一个L6在工作,照样可以非常平顺地运转。

4、汽车什么时候可以闭缸?

闭缸的技术我们已经交代清楚了,那么一台车在什么时候会进入闭缸状态呢,其实XT4的官方资料也给出了答案。

XT4在行驶时,发动机分为四缸高性能模式/四缸经济模式/两缸超经济模式,那么其中的两缸超经济模式是在高速低负载的时候才会启动。

记住,“高速”、“低负载”这两个条件必须同时达到才可以。

高速,意味着发动机工作在比较高的转速,预计会在3000转上下。

那么在这种条件下闭缸之后才可以不引起明显的NVH变化。由于活塞运动并不受闭缸的影响,所以发动机零件的惯性力不会有任何区别,这方面的振动不必担心。

不过,发动机的点火次数的的确确是减半了,点火频率也减半,这是2缸下的最大变化。

但是一台2缸3000转的发动机的点火振动频率,其实和一台4缸1500转的发动机是一样的,我们平常开车转速在1500转的时候车很安静,所以高速状态下并不会因为发动机变成了2缸模式而使得整台车变成摩托车,大家大可放心。

其次,是低负载条件,只有2缸工作,代表着发动机只有两个活塞在做功,最大功率减半。

但是由于这台通用的2.0T发动机具有177kW的最大功率,拥有着非常充足的动力储备,在单缸最优化的设计下,两个气缸就足以满足100km/h匀速行驶所需的功率了。

所以,只要车主在高速行驶时佛系开车,XT4就可以很容易地通过两缸超经济模式省下不少油费来。这台车官方综合油耗为百公里7.2升,作为一台紧凑级SUV来说,这个成绩是很优秀的。

写在最后:信春哥,得永生!

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