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三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解?
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祝恒磊
三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解?
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油耗一直是消费者最关心的问题之一,尤其是最近油价上涨之后,消费者对于汽车的油耗更是在意,不要小看这几毛钱的差价,对于不少经常跑车的司机来说,它就是生活中的一根稻草。正所谓有人欢喜有人愁,欢喜的人庆幸自己买了一台低油耗的车辆,忧愁的在懊恼爱车的油耗是在太高!实际上不光消费者有烦恼,车企也将面临巨大的困扰,一方面国家推行“双积分政策”加快新能源车型的步伐,一方面排放标准进一步提高,国六排放标准的施行(部分地区已经施行)近在眼前。双手齐下的方法,让不少车企不能首尾相顾,取舍之下只能放弃一部分东西。比如,放弃4缸机选用3缸机;采用发动机闭缸技术;采用可变压缩比技术……

三缸机

三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解?

面对严苛的排放政策,各大车企各显神通,可以简单的理解为有技术底蕴的车企可以利用自身技术提高发动机有效热效率或其它方法,排放的问题迎刃而解,而部分车企在平衡成本之后,转而选择了三缸机。

对于三缸机的认知,相信很多消费者还停留在抵制的阶段,其实三缸机也没有大家想象的那么不堪,通过别克车型的销量也验证了这一说法,消费者正在慢慢的接受三缸机,尽管三缸机在某些方面存在不足,但三缸机可能是未来几年内发展的趋势,或者是混动车型、增程式混动车型的最佳辅助,所以车企更愿意开发三缸机。

发动机闭缸技术

说到发动机闭缸技术最先想到的是高大上,其实发动机闭缸技术早在上世纪八九十年代已经被大排量发动机应用。比如凯迪拉克就比较看中这项技术,其发明了DoD技术(可变排量)的技术,可以根据实际的动力需求,在8缸、6缸、4缸之间进行转换,但是由于结构过于复杂,总会导致一些故障后期维护成本较高,逐渐技术被淘汰。另一方面,早期凯迪拉克实现闭缸的技术实现方式并不能达到节能减排的目的,所以很快退役。

三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解?
不仅是凯迪拉克,大众、丰田、福特、奥迪等车企也在发动机闭缸技术上投入颇多的精力,只不过他们都找到了属于自己的最优解,毕竟发动机闭缸技术的实现成本高、构件复杂,不容易后期维护。比如大众利用电磁阀移动凸轮轴更换其工作位置,来关闭需要关闭的气缸,然而这些技术并没有有效的改善燃油性,反而经过一系列演化,这项技术演变成了可变气门升程技术,进而优化发动机性能。
三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解? 
说了半天,其实发动机闭缸技术离我们并不远,仔细查看身边的车型你会发现,拥有发动机闭缸技术的车型并不是遥不可及,比如凯迪拉克XT4车型上搭载的第八代Ecotec系列发动机就拥有这项技术,具体的实现方式如上图。凯迪拉克XT4在可变气门升程的基础上加了一套没有升程的凸轮(2、3缸),将凸轮变成“三段式滑动凸轮” ,在巡航工况下,电磁阀执行机构启动,将带有高角度/低角度凸轮切换名称无升程凸轮,以此实现发动机闭缸。除了凯迪拉克XT4之外,新款福克斯搭载的3缸1.5T发动机也会实现闭缸技术,三缸机的闭缸技术看来也是它的技术亮点。

实现闭缸技术之后,是不是油耗、排放也会想缸数比一样下降50%呢?当然不是,这里存在一个误区,四缸发动机闭缸之后,并不能降低50%的油耗。原因也很简单:发动机闭缸之后的两个气缸依旧在随着发动机运转,只是没有做工而已,而且往复的摩擦功并没减少,两个气缸依然会消耗机械能,所以能减少20%的油耗已经算是不错的表现。

发动机可变压缩比

发动机可变压缩比读起来就像是一个高大上的先进技术,其实早在195X年工程师就已经开始研究了,而且各大车企也都有涉猎,其中最为有名的就是大家熟知的“贴地飞行”萨博汽车,不过萨博已经被北汽收购了,至于这些技术的归属不得而知。另外一个比较有名的,要数前段时间风靡技术圈的英菲尼迪QX50的2.0T VC-T可变压缩比发动机。

三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解? 
之所以提到英菲尼迪,是因为QX50是世界首台搭载可变压缩比发动机并实现量产的车型,可见它在技术圈的话语权有多重。英菲尼迪QX50 2.0T VC-T可变压缩比发动机最大功率为200kW,最大扭矩达到390N·m,相比上一代QX50的V6发动机,提高了35%的发动机效率,可见可变压缩比技术实现对于油耗排放功不可没。
三缸机、闭缸技术、可变压缩比发动机,谁会是最优解?
可变压缩比技术的难点在于在固定的燃烧室下实现可变的容积。其实对于这项技术的原理个人非常好奇,仔细查阅资料之后发现它的实现原理很好理解:在多连杆机构的终端设有一个短的连杆(控制臂2),与偏心轴连接在一起。通过电子控制传动装置来扭动该轴,造成多连杆向上或向下倾斜,由此来改变活塞行程的上止点,从而实现压缩比8:1到14:1的自由变化。当压缩比降低到8:1,涡轮增压器也会启动,系统也会通过信号反馈多喷油,从而获得更多的动力输出。

可变压缩比发动机的优势是:在发动机在低转时,增加压缩比,提升效率,着重燃油经济性;高转时,降低压缩比,来适应增压器的高增压值,防止爆震的同时带来高输出,大幅提升发动机在不同工况下的燃效,可以进一步达到高效、省油、环保等一系列发动机想要达到的最终目标。同时,可变压缩比发动机也能适用不同标号的汽油,当然汽油标号越高越好,可以降低发动机的爆震,从而获得更高的热效率,降低油耗。值得一提的是全新一代天籁也搭载了这款2.0T可变压缩比技术的发动机,可见日产对于天籁车型的重视程度。

总结:说了这么多,哪种技术更适应当前市场呢?其实不用再分析了,车企当然会选择成本最低、技术最可靠的一种——三缸机。目前很多车企已经开始布局市场,别克、福特、吉利等车企的三缸机车型已经在市场上收获了不少订单。如此看来,往后的汽车市场2.0T排量的四缸机都会变成奢望。当然,这对于节能减排的大趋势来说,是一件好事。

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