影響全球燃油機的設計?通用的可閉缸技術的最終目的不是省油

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·前世今生·

事實上可閉缸技術已經不再是一個秘密或是獨家的專利了,在諸多擁有自主製造發動機技術的品牌中也都會帶有“可閉缸技術”的發動機產品,例如大眾、本田等。而真正去研究可閉缸技術並且量產出來的品牌,則是凱迪拉克。

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在1981年的時候凱迪拉克造出了第一款量產的V8可變缸發動機,當時這台發動機可以實現8缸、6缸以及4缸三種工作模式,並且配備了一台在當時非常出色的行車電腦(ECU),據説這台行車電腦可以實現每秒30萬次以上的運算。

但就當時對於氣門的設置調教水平以及技術來説,要在變幻莫測的道路中實現良好的開、閉缸工作是一件不那麼容易的事情。甚至在當時有人購入了搭載着這台V8動力的凱迪拉克之後發現車內還有一張實用説明:“請避開如下特定速度行駛,45英里/小時(約為72.4km/h)以及68英里/小時(約為109km/h)”也就是説在某些特定速度巡航的時候,這套可變缸發動機會陷入一個“自我糾結”狀態,拿捏不好到底用幾個缸工作,在動力的輸出及舒適性上都大打折扣。

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隨着時代與技術的不斷提升,通用並沒有放棄大排量機器的可變缸技術,在雪佛蘭克爾維特C7上搭載的這台代號為LT1的V86.2L機器便是趨於成熟的一個“標杆”,除了配備了可變缸技術,還加入了缸內直噴以及配合可閉缸技術的關鍵性技術:主動燃料管理系統與連續可變正時氣門。

早在第一代量產的可變缸技術出現的時候,僅僅是通過主動燃料管理系統簡單粗暴的停止了不工作缸段的供油而已,但活塞仍舊在繼續工作,白白做功。這也就是為啥加入了可變缸技術,而油耗卻沒有絲毫的改變。

而這台發動機也在全球提倡節能減排的21世紀用V8的6.2L大排量自吸發動機蟬聯了2014與2015年的沃德十佳發動機。

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時至今日,這套可閉缸技術已經不再是應用於大排量性能產品中才能看到的技術了,通用已經在將它廣泛的應用在旗下的民用產品當中來了,譬如凱迪拉克XT6、XT5、CT5以及剛剛上市的CT4身上,同時你也可以在通用其它品牌的產品中看到這項技術被應用。

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不同的是在應用到現在大家能夠接觸到的2.0T可變缸發動機之後,配備了“四缸高性能模式”、“四缸經濟模式”和“兩缸超經濟模式”,如果僅僅是通過控制氣門以及燃油噴射,那麼應該僅有四缸模式與兩缸模式兩種選項才對,而這台2.0T的機器上還加入了“四缸經濟模式”,原因就是為了更好的匹配駕駛工況,在發動機中加入了一個特殊的凸輪軸,以保證這台機器的2、3缸可以實現全工況工作、半工況工作以及不工作三種情況,對應在發動機的三種模式上。

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如圖,在2、3缸部分的凸輪軸設計是兩個“小樓梯”形狀,配合可變氣門以及燃油噴射控制技術能夠讓它在不同的負載情況下調整到機器最佳的動力表現上,甚至可以完全關閉2、3缸的工作,注意,這裏説的是“完全”關閉,就是説不只是停止進氣與噴油,連活塞都不會活動,以兼顧燃油經濟性與動力需求。僅從目前與工程師瞭解到的技術水平,全兩缸與全四缸工作的時候將能夠實現節油15%的效果。

·實際應用·

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在去年的時候運氣很好的試駕了凱迪拉克XT4、XT5以及XT6三款均配備了這台2.0T可變缸技術發動機的產品,對於不同產品上的響應水平以及動力表現就不在這裏羅嗦了,僅僅來談論一下應用到產品中的這款機器表現如何。

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綜合的油耗水平三款車型基本都符合預期,隨着駕駛的激烈程度與駕駛習慣不同還是會有一些差距,而三款車基本維持在7.5L-10L/百公里左右。而在駕駛過程當中什麼時候介入兩缸、什麼時候是“經濟四缸”什麼時候是“性能四缸”呢?

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這就要提到另一個非常關鍵的部分:行車電腦(ECU),還記得1981年的第一款可變缸發動機的問題嗎?在特定的某些工況下很難以調整好8、6、4缸的工作模式,並且那時候還未加入更加純熟的機械結構,導致在調整工作狀態的時候會帶來非常不舒適的體驗。

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而在體驗這台2.0T動力時最能感受到可變缸技術發揮的工況我想是高速路況吧,當你進入巡航狀態之後,能看到轉速直接掉下來,進入1000rpm上下的工作水平中,而爬坡、輕度給油後轉速又會跳轉至近2000rpm的狀態工作,即“四缸經濟模式”,當你需要超車或急加速的時候減檔與四缸“雙管齊下”,進入2500rpm-4000rpm轉速,全力輸出。期間的轉換是不會給你任何感覺的,僅需要按照你的駕駛習慣去操作即可。這都歸功於更加強大的ECU,同時由於這款發動機還有着三種工作模式,對於產品的1、4缸與2、3缸的温度控制需求就更加強烈,因此加入了ATM動態熱管理系統,電子水泵加上電控球閥再加上六路冷卻循環,可以對區域的冷卻散熱控制做到更加的高效和精準,這也是ECU的另一個關鍵工作之一。

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·開發目的·

你真的以為通用花時間、花重金去研究和打造套可變缸技術是為了節約15%的油耗水平嗎?

那你真的想少了,燃油機被日益“緊逼”的今天可絕對不是因為油耗太高,而是排放污染太重,作為“極有可能”伴隨着通用一生的大排量自吸機器,通用自然是不可能放棄這樣的動力結構的,但對於環境標準日益嚴苛的全球大環境,通用才一直沒有放棄這款能夠拯救“信仰”的可變缸技術。

·阿川評車·

對於油耗的控制一直以來都是消費者給予廠商的壓力,相較於全球環境壓力來説可以説是“小巫見大巫”。為何這麼説?因為可變缸技術已經有奔馳、寶馬在進行更深度的研發,大眾也拿下了燃油噴射控制技術,並且在其動力配置上加入了可變缸技術等等。如果説未來燃油機能夠保留下來繼續發展,小排量的可變缸技術會是無法繞過的必經之路,畢竟對於控制排放標準並且保持動力表現,這都是非常積極的一項技術水平。

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