闭缸是个好东西,不过你可能用不上

来源:汽车小语 2018-09-08 13:35:00

一个千呼万唤始不出来的“黑科技”

文/Left Foot

又要马儿跑得快,又要马儿吃得少,是现在几乎所有汽车厂家努力的方向。在传统内燃机上,可变压缩比、汽油压燃、分层燃烧、可变排量等等,各种以节油为导向的“黑科技”轮番上马。

不过,从字面上来看,可变排量,也就是题目中的“闭缸”,可能是最省油的技术。毕竟排量越大越费油的观念深入人心,如果排量由大变小,油耗就下来了,感觉挺靠谱。

真的么?

简单了解一下原理

发动机闭缸技术,又叫可变排量(Variable Displacement)、气缸休眠,是一种可以让多缸内燃机中某几个气缸停止工作的技术,在一定程度上节省燃油。

这种技术的祖先可以追溯到19世纪末期的一种名为“Hit-and-miss”的单缸四冲程内燃机,就是下图这货。在特定转速时,这种内燃机可通过离心装置控制气门动作,停止进气,从而控制自身转速。

到了1981年,凯迪拉克研制出一台运用了闭缸技术的L62“V8-6-4”发动机,并将其装备到了旗下除Seville轿车以外的所有车型上,成为了业界第一个啃螃蟹的人。

与“Hit-and-miss”类似,凯迪拉克的这台V8发动机也是通过控制气门的动作,让两个或者四个气缸停止工作。不过,由于早年的技术不成熟,导致这台发动机故障频发,早早退出了历史舞台。

2018年,凯迪拉克的闭缸又回来了。

在凯迪拉克最新上市的XT4上,搭载了拥有闭缸技术的LSY 2.0T涡轮增压发动机,可停止两个气缸的工作。同时,这也让XT4成为了目前唯一一款拥有这项技能的国产车。

换汤不换药,与它的先辈们一样,这台LSY发动机也是通过关闭气门来停止气缸的工作,实现闭缸。这台发动机的凸轮轴有不同的凸起高度(下图红框框里的东西),通过电控装置进行切换,可以控制进气门的开合大小。

与1号4号缸的凸轮不同,2号和3号缸的凸轮除了可以变换高度,还可以切换为纯平的状态。凸轮不凸了,自然就无法顶开气门,气缸也就停止了工作。

使用了闭缸技术的凯迪拉克XT4,官方综合油耗百公里7.2升,对于一款拥有241马力的紧凑型SUV来说,这个成绩算是比较6了。

是的,闭缸确实能省油

汽车在长时间匀速行驶时,其实并不需要发动机使出多大的力气。研究表明,在时速80-90公里/小时的状态下,为了克服空气阻力和轮胎滚动阻力,以及维持空调等电子设备的运转,只需要大概40马力的动力就足够了。

然而,内燃机的一大特点是,负荷率越高,越省油。

什么概念?举个栗子,一台四缸发动机最大功率200马力,维持匀速行驶需要40马力,这时候它的负荷率就是40/200=20%。如果最大功率砍掉一半,变为100马力,匀速行驶时同样需要40马力,那么它的负荷率就变成了40/100=40%,提高了一倍。

So,怎样减小最大功率?闭缸嘛。

另外,闭缸还可以减小发动机的泵气损失。

所谓泵气损失,指的是活塞为了吸入空气而消耗的能量。

同样举40马力的例子,四个气缸,平均每个气缸要输出10马力,但这时候因为节气门的开度小,活塞吸气就比较费劲。就像是用一根特别细的吸管喝饮料,是不是想想就嘴疼。

所以,为了能产生10马力的实际输出,每个气缸就得多输出一些动力来克服泵气损失,而这些多出来的动力显然就白白浪费了。

如果用两个气缸来产生这40马力,同样的进气量,节气门就会开得更大,整个进气道内的真空度也就减小了,泵气损失也随之降低,油耗自然也就小了。

最后,闭缸还可以减小热能损失。

燃油爆炸产生的热量一部分会推动活塞下行,转化为机械能,另一部分则会通过缸壁等金属部件传递到外部,由冷却系统带走,浪费掉。如果只有少数气缸工作,传热效率就会大大降低,也就减小了热能损失,提高了热效率。

那么,我们用得上么?

机会渺茫。

几乎所有的闭缸技术,都是针对车辆在匀速行驶状态下的一种节能减排措施,而这个功能开启的关键就在于“匀速”二字。

在凯迪拉克的老家,美国,出门就上快速路是家常便饭,长时间的匀速行驶让闭缸技术有了用武之地。

而到了国内,红绿灯路段+高架会是大部分私家车的常规活动区域,在这两种路况下,匀速行驶的几率会有多大?

对于厂家来说,闭缸技术可以带来更好的油耗成绩,这个具体有什么用大家都懂。而对于消费者来说,优越感可能是最大的收获。

毕竟,能省油和省不了油,是两种截然不同的体验。

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