【編者按】隨著石油緊缺以及環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重韩玩，如何節(jié)能減排是現(xiàn)在急需解決問題协固。

隨著石油資源緊缺及環(huán)境污染的日益加重营稼，各國(guó)開始不斷收緊汽車燃油消耗及排放標(biāo)準(zhǔn)四爹，于是顾翼，更為節(jié)能環(huán)保的車輛開始受到人們的青睞。對(duì)于已有百年多歷史的內(nèi)燃機(jī)而言奈泪，想要繼續(xù)保持其旺盛的生命力适贸，就必須在節(jié)能減排技術(shù)上有所突破。

從整車廠和零部件供應(yīng)商在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新來看涝桅，小型化發(fā)動(dòng)機(jī)早已成為各家追逐的焦點(diǎn)取逾。相對(duì)而言，更小的、功率密度更大的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠降低摩擦損失砾隅，從而提升整車燃油經(jīng)濟(jì)性误阻。此外，在中國(guó)1.6L及以下小排量發(fā)動(dòng)機(jī)還能享受購置稅減半的優(yōu)惠政策晴埂。

何為發(fā)動(dòng)機(jī)小型化?

發(fā)動(dòng)機(jī)小型化即通過減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量或減少氣缸數(shù)量究反，在提高燃油效率的同時(shí)減少尾氣和溫室氣體排放。全球排放法規(guī)和不斷提高的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)推動(dòng)著傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)向著小型化的路線發(fā)展儒洛。目前精耐，這項(xiàng)技術(shù)被整車廠廣泛應(yīng)用于輕型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中。有測(cè)試數(shù)據(jù)顯示琅锻，發(fā)動(dòng)機(jī)小型化可以提升20%到30%的燃油效率竿饭。

然而在降低油耗和排放量的情形下，小型化發(fā)動(dòng)機(jī)如何在實(shí)際行駛過程中保證其動(dòng)力性能不被削弱?此前肴泥，蓋世汽車針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化問題做過一期業(yè)界調(diào)查《發(fā)動(dòng)機(jī)小型化趨勢(shì)明顯 動(dòng)力性能表現(xiàn)成市場(chǎng)痛點(diǎn)》不凳。結(jié)果表明，業(yè)界對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化最大的疑問在于其動(dòng)力性能是否足夠強(qiáng)勁耻宋，這也是影響小型化發(fā)動(dòng)機(jī)在終端市場(chǎng)表現(xiàn)的根本原因腿弛。關(guān)于制約發(fā)動(dòng)機(jī)小型化市場(chǎng)表現(xiàn)的因素，蓋世汽車將在后期的專家訪談中深入講解雁巾，本篇不做過多贅述躬摆。

發(fā)動(dòng)機(jī)小型化相關(guān)技術(shù)

更少氣缸數(shù)的更小型的發(fā)動(dòng)機(jī)之所以成為可能，離不開渦輪增壓技術(shù)岔霞、汽油直噴技術(shù)阻洋、可變氣門正時(shí)等關(guān)鍵零部件技術(shù)作保障。下面將簡(jiǎn)要解析這些技術(shù)的工作原理阵厨，并分析各項(xiàng)技術(shù)的存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)概尝。

渦輪增壓技術(shù)

渦輪增壓(Turbocharger)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排放出的廢氣沖擊渦輪來壓縮進(jìn)氣，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和燃油效率蟆盐。

眾所周知承边，燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)燃需要氧氣，氧氣越多燃燒越充分石挂，發(fā)動(dòng)機(jī)工作也就越好博助。渦輪增壓作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一種進(jìn)氣形式，其主要作用就是壓縮空氣痹愚，提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量富岳，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，讓車子更有勁拯腮。同時(shí)窖式，使燃油燃燒更加充分蚁飒，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。

一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后萝喘，其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加40%甚至更高淮逻。這樣也就意味著同樣一臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來說阁簸，經(jīng)過增壓之后爬早，動(dòng)力可以達(dá)到2.4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，但是耗油量要比1.8L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)稍高伏嬉。

優(yōu)勢(shì)：

1碟姓、擁有良好的加速持續(xù)性，后勁十足怕翘。最大扭矩輸出的轉(zhuǎn)速范圍寬廣易传，扭矩曲線平直。

2辞镇、提高燃油經(jīng)濟(jì)性臭赃，降低尾氣排放。

3滥庭、利用廢氣的能量，不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力衔系。

劣勢(shì)：

1胞讯、平順性有待提升，低速時(shí)渦輪不能及時(shí)介入砾褂，有一定的滯后性炸涝。渦輪遲滯、動(dòng)力輸出不線性是渦輪增壓最大的缺點(diǎn)馍资。

2筒主、使得整個(gè)系統(tǒng)溫度提高，需要額外解決高熱影響鸟蟹。為解決高熱影響乌妙，需要使用耐高溫抗氧化的冷卻和潤(rùn)滑介質(zhì)，加裝冷卻器等建钥。

3藤韵、后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高。

因此熊经，在使用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)泽艘，需要著重考慮發(fā)動(dòng)機(jī)油品的挑選和換油周期。渦輪增壓器中的關(guān)鍵軸承需要用發(fā)動(dòng)機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑镐依，用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)行冷卻匹涮。絕大多數(shù)設(shè)計(jì)都允許發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液泵在熱停車后再持續(xù)工作幾分鐘天试，用來為渦輪護(hù)蓋降溫。由于渦輪是由發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣所驅(qū)動(dòng)的然低，因此渦輪護(hù)蓋可能會(huì)變得紅熱喜每。此外，由于機(jī)油都有其既成的流動(dòng)路徑铣飘，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)纷辈，機(jī)油就會(huì)經(jīng)由這些流道排空。如果沒有適當(dāng)?shù)睦鋮s和排空卤酬，軸承上的發(fā)動(dòng)機(jī)油就會(huì)燃燒(焦化)膛躁，變成焦油，阻塞機(jī)油的流道枕娱，從而導(dǎo)致渦輪出現(xiàn)災(zāi)難性的故障赢虚。

汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)

缸內(nèi)直噴，顧名思義就是直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與空氣混合的技術(shù)叶素。與傳統(tǒng)歧管噴射的意義不同舰秀，缸內(nèi)直噴將噴射壓力更進(jìn)一步提高，使燃油霧化更加細(xì)致屹请，真正實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)地按比例控制噴油并與進(jìn)氣混合枚鸭，同時(shí)消除了缸外噴射的缺點(diǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速低載荷時(shí)癣臭，延遲噴射饵较，在活塞進(jìn)行壓縮沖程最后階段時(shí)噴射，利用空氣渦流遭赂，使燃油聚集在火花塞附近循诉，分層燃燒實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上去撇他，載荷上去時(shí)茄猫，還是要提前噴射，在吸氣沖程就將燃油噴射進(jìn)去困肩，使油氣均勻混合燃燒划纽。

此外，噴嘴位置锌畸、噴霧形狀阿浓、進(jìn)氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設(shè)計(jì)蹋绽，使油氣能夠在整個(gè)氣缸內(nèi)充分芭毙、均勻的混合，從而使燃油充分燃燒卸耘，能量轉(zhuǎn)化效率更高魁跷。相比于傳統(tǒng)的PFI(port fuel injection歧管噴射)發(fā)動(dòng)機(jī)孟若，GDI發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗可減少20%到50%。

優(yōu)勢(shì)：

1洗念、燃油燃燒更充分炮方，能量轉(zhuǎn)化效率更高。

2提蕴、更加精準(zhǔn)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量與噴油時(shí)機(jī)誊批，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保。

3灼镣、缸內(nèi)直噴的瞬態(tài)反應(yīng)快卦唇，啟動(dòng)也比較快。

劣勢(shì)：

1丐浑、燃燒室處于富氧環(huán)境欢公，易產(chǎn)生氮氧化物。

2卓据、燃燒溫度較低共胎，三元催化器并不能達(dá)到很好的工作溫度，對(duì)有害介質(zhì)的轉(zhuǎn)化不完全捅位。

3轧葛、對(duì)于油品適應(yīng)能力差，汽油中的硫會(huì)毒害氮氧化物催化裝置艇搀。

可變氣門正時(shí)技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)“VVT”(Variable Valve Timing)尿扯，通稱是“可變氣門正時(shí)”。其工作原理就是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況中符，調(diào)整進(jìn)氣姜胖、排氣的量誉帅，控制氣門開合的時(shí)間和角度淀散，使進(jìn)入的空氣量達(dá)到最佳，從而提高燃燒效率蚜锨。

通俗點(diǎn)來說档插，四沖程汽油機(jī)分為吸氣、壓縮亚再、做功郭膛、排氣這四步流程，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高氛悬，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作行程僅需千分之幾秒盏酵，這么短促的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈勃撼，造成功率下降蚊霞。因此睹协，就需要利用氣流的進(jìn)氣慣性，氣門要早開晚關(guān)姆盲，以滿足進(jìn)氣充足叁利，排氣干凈的要求。

既要兼顧引擎在低速區(qū)的扭矩特性盒咪，又想榨取高速區(qū)的功率特性的情形下完各，一種對(duì)氣門升程進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置即“可變氣門正時(shí)技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)既能保證低速高扭矩瘟麻，又能獲得高速高功率右婚，對(duì)引擎而言是一個(gè)極大的突破。到今天幾乎每家企業(yè)都有了自己的可變氣門正時(shí)技術(shù)衅快，如豐田開發(fā)的VVT-i堪俩，保時(shí)捷開發(fā)的 Variocam，現(xiàn)代開發(fā)的DVVT……一系列可變氣門技術(shù)雖然商品名各異般甲，但其設(shè)計(jì)思想?yún)s極為相似肋乍。

優(yōu)勢(shì)：

通過控制進(jìn)行配氣，改變進(jìn)氣門的打開與關(guān)閉時(shí)間敷存，可以提高進(jìn)氣充量墓造，使發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。

劣勢(shì)：

1锚烦、中段轉(zhuǎn)速扭矩不足觅闽。

2、由于多搖臂和凸輪組機(jī)構(gòu)的介入涮俄，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大蛉拙。

3、維修使用的成本也大幅增加彻亲。

可變排量技術(shù)

可變排量技術(shù)又稱氣缸休眠技術(shù)孕锄，是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在小負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，通過一系列的“手段”讓部分氣缸停止工作(休眠)苞尝，剩余的氣缸正常工作畸肆，該技術(shù)能將發(fā)動(dòng)機(jī)的6缸燃燒智能切換成3缸燃燒，達(dá)到節(jié)省燃油佛雀、降低排放的雙重功效;當(dāng)急加速或爬坡需要加大動(dòng)力時(shí)闺酬，可變排量技術(shù)又會(huì)啟動(dòng)所有汽缸，快速提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出能量逃净。

要讓氣缸休眠(不工作)瑟捡，眾多廠商主流的方式是斷油+斷氣。對(duì)于現(xiàn)在的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)來說萨羽，“斷油”相對(duì)簡(jiǎn)單占航，因?yàn)槿加蛧娮炱鋵?shí)是電磁閥鼠台。電磁閥通電則噴油，不通電就不噴油墙议∪匪酰“斷氣”相對(duì)復(fù)雜。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)久挖、排氣門是氣體進(jìn)入缎苞、排出氣缸的必經(jīng)之路。所以歹对，只要讓進(jìn)售碳、排氣門不打開，就可以實(shí)現(xiàn)“斷氣”绞呈。

目前各廠商有著各自的辦法贸人，如本田的方法是通過塞柱的移動(dòng)，斷開搖臂與凸輪軸之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系佃声，讓搖臂不再頂開進(jìn)艺智、排氣門，實(shí)現(xiàn)“斷氣”圾亏。

優(yōu)勢(shì)：

低油耗十拣，省油錢，對(duì)于小排量經(jīng)濟(jì)型轎車效果明顯

劣勢(shì)：

1志鹃、消費(fèi)者購車夭问、用車成本增加，氣缸休眠技術(shù)使用了更為復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械構(gòu)造以及與之匹配的控制策略曹铃，必定會(huì)帶來整車成本的提升缰趋，而這些必然會(huì)轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者身上。

2陕见、復(fù)雜的技術(shù)帶來了發(fā)生故障的可能性桶辉，也會(huì)提高維修保養(yǎng)成本。

自動(dòng)啟停技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)尸校，是指在車輛行駛過程中臨時(shí)停車(例如等紅燈)的時(shí)候穴愕，自動(dòng)熄火债鼎。當(dāng)需要繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)候替程，系統(tǒng)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的一套系統(tǒng)。它的核心技術(shù)在于自動(dòng)控制熄火和啟動(dòng)蚂旁，這項(xiàng)技術(shù)可以有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速空轉(zhuǎn)的時(shí)間撕陈，這在城市走走停停的交通狀況下可以一定程度降低排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

智能起驮谅В“stop—start”系統(tǒng)的起停功能在鑰匙通電時(shí)默認(rèn)自動(dòng)開啟生凯，當(dāng)車速降低至限值以下法竭、處于空擋狀態(tài)和離合器踏板完全松開時(shí)，將開啟自動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)啥葡。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)后蚣殴，在一定的時(shí)間內(nèi)，駕駛員沒有任何踏板和擋位操作政模，則系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為駕駛員暫無起步出發(fā)的意圖岗宣，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。這個(gè)時(shí)候壓縮機(jī)同時(shí)也停止工作淋样，當(dāng)松開剎車踏板繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)候耗式，發(fā)動(dòng)機(jī)又自動(dòng)啟動(dòng)。

優(yōu)勢(shì)：

節(jié)油趁猴、省錢刊咳。

劣勢(shì)：

1、若堵車時(shí)間較長(zhǎng)儡司，長(zhǎng)時(shí)間的走走停停勢(shì)必會(huì)給起動(dòng)機(jī)增加負(fù)擔(dān)娱挨。

2、一些車型的啟停邏輯不是很好捕犬，介入時(shí)間拿捏不準(zhǔn)让蕾。

3、啟動(dòng)時(shí)噪音和震動(dòng)較大或听。

發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)設(shè)計(jì)的初衷是為了環(huán)保節(jié)能探孝，在理論環(huán)境下它也確實(shí)可以達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。但如果結(jié)合我國(guó)的路況——堵車時(shí)間較長(zhǎng)誉裆，長(zhǎng)時(shí)間的走走停停勢(shì)必會(huì)給起動(dòng)機(jī)增加負(fù)擔(dān)迈堂。所以，在長(zhǎng)時(shí)間擁堵時(shí)捶卧，最好將自動(dòng)啟停功能關(guān)閉耀佣，這樣更有利于延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)和蓄電池的壽命。

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