三缸尚未普及 兩缸悄然來臨 閉缸技術了解一下

[資訊-牛車網]

為了應對日趨嚴格的排放政策，大多數車型的發動機排量都有所降低，甚至我們所熟知的一些運動轎車以及豪車也都採用小排量的發動機或小排量發動機搭配電動機來彌補動力性的不足，甚至一直被人們所詬病的三缸發動機也成為了當下的一種發展趨勢。

所以，無論我們對三缸發動機有著怎樣的偏見，但出於成本、排放等因素，未來的汽車市場必然離不開小排量三缸發動機，甚至缸數更低的兩缸。聽到兩缸可能就有更多的人不能接受了，兩缸發動機的摩托車我們都見過，兩缸的汽車真的能夠實現嗎？又能否保證運轉的平順性呢？

其實，兩缸並非是單純的兩缸發動機，而是3缸或4缸等更多缸數的發動機具備閉缸技術，其能夠實現發動機在個別允許的工況下關閉一至兩個甚至更多的氣缸，以實現至少兩個氣缸運作，達到降低油耗的效果。

閉缸技術的發展：

閉缸技術其實是內燃機可變排量技術中的一種，最早可以追溯到19世紀後期，而那時對於可變排量技術的應用還沒有使用在汽車發動機上，而是工業和農用領域單缸4衝程發動機當中，通過保持排氣閥門的開啟停止氣缸做功，以維持其發動機轉速或停止其運轉。

直到1980年左右，發動機閉缸技術才被應用於當時的大排量汽車發動機當中。在第二次世界大戰期間，凱迪拉克首次對搭載這一技術的V8-6-4發動機進行測試，該系統使用業界第一個發動機控制單元，根據所需的動力將發動機在8缸、6缸和4缸之間進行轉換，但由於該系統過於複雜，總是出現一些無法預測的故障導致其可變排量技術很快退役。

1981年，阿爾法羅密歐與熱那亞大學合作開發了阿爾法羅密歐Alfetta的半實驗性可變排量發動機版本，名為Alfetta CEM（Controllo Elettronico del Motore），並在法蘭克福車展上展出。作為首個搭載可變排量技術的4缸發動機，其允許在特定的工況下關閉其中兩個氣缸以降低油耗。但在1983年阿爾法羅密歐在進行了第二實驗階段後，停止了對該技術的進一步研究。

隨著內燃機技術的逐步發展，以及排放標準的逐步收緊，越來越多的汽車品牌重新對可變排量技術展開了研究。2000年至今，戴姆勒公司（2001年）、梅賽德斯-賓士（2004年）、本田（2003年）、通用汽車（2005年）、大眾（2012年）、福特（2016年）以及馬自達（2017年）等等，紛紛在自家的發動機上開始應用這一閉缸技術，從5.8升的V12發動機再到3缸的Ecoboost發動機，都能通過不同的執行方式實現特定發動機工況下的閉缸操作，從而達到降低排放的目的。

閉缸技術有何優勢、又有哪些問題？

閉缸技術的主要目的還是在於降低排放、降低燃油消耗上，但這裡存在一個常見的誤區，4缸發動機在關閉其中兩個氣缸後，其燃油消耗的降低幅度並無法達到50%，而僅僅能夠減少20%左右。為什麼關閉了一半的氣缸減少的油耗不能達到50%呢？這是因為不做功的兩個氣缸依然要隨著曲軸繼續往複運動，其在運動過程中的摩擦力等等，消耗了其中一部分能量，因此不能實現降低一半油耗。

此外，關閉兩個氣缸雖然能夠幫助發動機提升燃油效率，但是也會帶來一個新的問題，那就是缸體熱量分布不均。由於其中的兩個氣缸停止了做功，其所產生的熱量就會明顯低於繼續運作的氣缸，這就會導致發動機缸體熱量分布不均勻。發動機長時間的熱量分布不均，可能導致發動機杠體產生變形，影響其穩定性，因此需要額外的動態熱管理系統，通過獨立的冷卻液循環水路，精準的平衡發動機不同位置的熱量，增加了發動機的複雜程度及成本。

最後，4缸發動機或3缸發動機實現閉缸後，通常只有兩個氣缸運作，此時的發動機可能產生更加劇烈的震動和噪音，需要在發動機的NVH表現上進行優化。通常，經過全面優化的具備閉缸技術的發動機在僅有兩氣缸正常運轉時，車內的乘員不會感受到閉缸所帶來的變化。

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