解析大眾1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)閉缸技術(shù) 振動(dòng)是難題

大眾在此次日內(nèi)瓦車展上公布了一款更加經(jīng)濟(jì)節(jié)能的車型——POLO BlueGT，而它最大的亮點(diǎn)就是搭載了一臺(tái)擁有閉缸技術(shù)的1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)。

該車使用了基于大眾橫置模塊化MQB平臺(tái)而全新研發(fā)的代號(hào)為EA211的1.4T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，與目前大眾普遍使用的代號(hào)為EA111的1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)不同的是，它采用了全鋁的缸體，因此整機(jī)的重量會(huì)更小，最為重要的是，技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上加入了一套ACT主動(dòng)氣缸管理系統(tǒng)，可以在一定條件下關(guān)閉兩個(gè)氣缸而只由另外兩個(gè)氣缸運(yùn)行。

● 依靠奧迪的AVS系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉缸

閉缸技術(shù)其實(shí)算不上一個(gè)很新鮮的玩意，在奧迪、克萊斯勒、本田的車型上都擁有此技術(shù)，但是目前它主要應(yīng)用在缸數(shù)較多的V6和V8發(fā)動(dòng)機(jī)上，而此次將其下放到一臺(tái)4缸小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上則尚屬首次。

大眾的這臺(tái)擁有閉缸技術(shù)的1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該說(shuō)很好的借鑒了奧迪的AVS可變氣門升程技術(shù)，這套AVS系統(tǒng)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是通過切換兩個(gè)不同角度的凸輪而實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同工況下對(duì)氣門升程和正時(shí)的改變。閉缸系統(tǒng)只需要將AVS系統(tǒng)中的高角度凸輪更換成沒有升程的凸輪即可，而在奧迪V8 4.0TFSI上已經(jīng)應(yīng)用了此項(xiàng)閉缸技術(shù)。

● 雙缸運(yùn)行下會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)和溫度分布不均等問題

但是當(dāng)把這項(xiàng)技術(shù)植入到一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)后，一個(gè)很棘手的問題也就隨之而來(lái)了——振動(dòng)。在中低負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉2、3缸的進(jìn)、排氣門，只有1、4缸在推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。根據(jù)四缸機(jī)1-3-4-2的做功順序，在只有兩個(gè)氣缸工作的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的做功間隔角達(dá)到了360度，再加上1、4缸工作時(shí)是同上同下的，這必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大幅度的振動(dòng)，從而影響舒適性。

中間的2、3缸停止了做功，也就不會(huì)再產(chǎn)生熱量，此時(shí)只由機(jī)體兩端的1、4缸繼續(xù)工作，這樣又導(dǎo)致缸體的溫度分布不均，如何應(yīng)對(duì)由此問題產(chǎn)生的缸體變形等一系列問題也是擺在技術(shù)人員面前的一道難題。

這臺(tái)1.4T發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率140馬力，同時(shí)配備stop-start、能量回收技術(shù)。搭載在POLO BlueGT上0-100公里的加速時(shí)間不到8秒。大眾針對(duì)諸多國(guó)家道路行駛狀況的調(diào)查，確定了一個(gè)最優(yōu)的關(guān)閉氣缸的時(shí)刻，即在發(fā)動(dòng)機(jī)1250-4000rpm以及扭矩在25-100N·m的條件下啟動(dòng)這套閉缸系統(tǒng)。當(dāng)駕駛者踩下油門踏板時(shí)，關(guān)閉的2個(gè)氣缸將在13-36毫秒內(nèi)迅速恢復(fù)工作，該系統(tǒng)可以智能檢測(cè)車輛所處的交通環(huán)境以及擁堵情況，智能禁用關(guān)閉氣缸的功能。駕駛員可從儀表盤的多功能顯示器上得知汽車當(dāng)前是兩缸運(yùn)行還是四缸運(yùn)行。

● 油耗并不會(huì)降低一半

關(guān)閉2、3缸以后，可以使POLO BlueGT的百公里綜合油耗降低0.4L左右，在第三檔或第四檔以50km/h的速度勻速行駛時(shí)，其百公里節(jié)油量可達(dá)1L。在以五檔70km/h的速度行駛時(shí)，該系統(tǒng)也可將百公里油耗降低0.7L。可以看到，雖然關(guān)閉了一半的氣缸，但是油耗并不會(huì)降低一半。這是因?yàn)椴蛔龉Φ?、3缸依然要隨著曲軸繼續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，消耗了一部分能量，同時(shí)相對(duì)復(fù)雜的用車環(huán)境也導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)不可能經(jīng)常工作在最具經(jīng)濟(jì)性的區(qū)間內(nèi)。

總結(jié)：

大眾是首次將閉缸技術(shù)應(yīng)用在一臺(tái)4缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，之前也鮮有其它廠家涉足，如果能把振動(dòng)等一系列問題很好的加以解決，該項(xiàng)技術(shù)還是具有很廣闊的應(yīng)用前景的。在混合動(dòng)力系統(tǒng)還難以大規(guī)模普及的今日，此項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用也說(shuō)明人們?cè)谕诰騻鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能潛力上又向前邁出了一步。