挖掘發(fā)動(dòng)機(jī)最后的潛力，讓發(fā)動(dòng)機(jī)更加省油

正如武俠小說(shuō)中有無(wú)以計(jì)數(shù)的武功絕學(xué)，汽車(chē)江湖中也分各種技術(shù)門(mén)派，進(jìn)入21世紀(jì)以后，節(jié)能環(huán)保成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主旋律，但如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，不同的廠商都有自己的想法。

在各國(guó)環(huán)保法規(guī)的壓力下，純電動(dòng)似乎是汽車(chē)發(fā)展的終極狀態(tài)，但在實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)之前，我們依然在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里繼續(xù)依賴(lài)燃料。所以，更現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題不是如何拜托燃料，而是如何盡可能地提高燃燒的效率。

渦輪增壓和雙擎混動(dòng)，都已不是新鮮技術(shù)，各大車(chē)企在如何降低油耗這件事上，絞盡腦汁地想盡了各種辦法，今天我們就來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下最有希望實(shí)現(xiàn)的幾項(xiàng)技術(shù)。

48V電氣系統(tǒng)

今天聊的是讓發(fā)動(dòng)機(jī)更加省油的方法，第一個(gè)措施表面上卻似乎和發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)什么關(guān)系，它就是48V電氣系統(tǒng)。

現(xiàn)今絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)、冷卻泵、機(jī)油泵及空調(diào)壓縮機(jī)都是通過(guò)傳送帶，將源自發(fā)動(dòng)機(jī)的能量傳輸過(guò)去的。目前汽車(chē)中普遍的12V電氣系統(tǒng)最大輸出為2到3千瓦，由于現(xiàn)在汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身控制及車(chē)載信息娛樂(lè)功能都依靠這12V電氣系統(tǒng)。

不過(guò)，隨著半自動(dòng)、全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等新的電子功能投入使用，12V的電子架構(gòu)已經(jīng)顯得力不從心，解決辦法就是在未來(lái)的新車(chē)中采用48V電氣系統(tǒng)，這樣以來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)10kW的電力輸出，從而支撐越來(lái)越繁多且復(fù)雜的電子功能。

那么，它和發(fā)動(dòng)機(jī)省油又有什么關(guān)系呢?當(dāng)然有關(guān)系。48V電氣系統(tǒng)能夠大幅減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的附加載荷，最大有望提升10%的燃效。這方面，大眾集團(tuán)處于領(lǐng)先地位，它旗下的賓利添越及奧迪SQ7 TDI都采用了48V電氣系統(tǒng)，這樣以來(lái)，SQ7 TDI才能夠裝配上電子渦輪增壓器?；蛟S不久的未來(lái)，48V電氣系統(tǒng)也將逐漸普及到更親民的主流車(chē)型中。

除此之外，48V電氣系統(tǒng)還能夠進(jìn)一步完善微混動(dòng)力系統(tǒng)。微混(mild hybrid)又稱(chēng)輕混，早前已經(jīng)有部分廠家嘗試過(guò)，通用汽車(chē)是比較典型的例子，不過(guò)市場(chǎng)表現(xiàn)并不理想。如今，在看到48V電氣系統(tǒng)有望逐漸普及時(shí)，工程師們有望通過(guò)新的微混系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)70%的燃效提升，因?yàn)?8V電氣架構(gòu)下，就可以采用更細(xì)的布線和更低成本的連接器，同時(shí)還能為制動(dòng)能量回收、電子助力增壓及更先進(jìn)的啟停功能提供能量。

新一代發(fā)動(dòng)機(jī)停缸/閉缸技術(shù)

停缸(cylinder deactivation)又稱(chēng)閉缸，是指發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)汽車(chē)所需動(dòng)力較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的部分缸體可以暫停運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低整體的油耗。

停缸技術(shù)早已不是新鮮事物，上世紀(jì)80年代初，凱迪拉克就研發(fā)出了一臺(tái)可以讓兩個(gè)或四個(gè)缸自動(dòng)停轉(zhuǎn)，不過(guò)限于當(dāng)時(shí)的節(jié)氣閥體單點(diǎn)噴油方式和簡(jiǎn)單的電控系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)時(shí)沒(méi)能獲得成功。

如今，閉缸技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍，消費(fèi)者對(duì)它的接受度也越來(lái)越高。未來(lái)幾年里，車(chē)內(nèi)越來(lái)越多的傳感器加上更加成熟、復(fù)雜的電控系統(tǒng)，能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)更多地在非全缸運(yùn)行的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前通用正在和德?tīng)柛Ｂ?lián)合研發(fā)更加先進(jìn)的閉缸技術(shù)，將來(lái)可以讓V8發(fā)動(dòng)機(jī)最低只激活兩個(gè)氣缸的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，這項(xiàng)技術(shù)最多有望將油耗降低15%。

燃料電池插混系統(tǒng)

從環(huán)保角度而言，燃料電池明顯比純電動(dòng)汽車(chē)更加合理，目前現(xiàn)代、豐田等幾家少數(shù)車(chē)企已經(jīng)將氫燃料電池車(chē)型投入到市場(chǎng)，但限于成本和配套設(shè)施，這項(xiàng)技術(shù)是否能夠普及還很難說(shuō)。

不過(guò)，這并不代表燃料電池在短期內(nèi)無(wú)法發(fā)揮作用。將近10年以前，福特曾推出了名為Airstream的概念車(chē)，它采用了插電式混合動(dòng)力的布局，以求在成本和實(shí)用性之間找到平衡，之后福特還在一輛銳界上對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)。

將一套燃料電池用作增程設(shè)備，而非直接的電力驅(qū)動(dòng)源，有望在零排放的前提下實(shí)現(xiàn)更高的效率。最新的消息是，奔馳近日宣布將在2017年投產(chǎn)一款燃料電池插混版的GLC，名為GLC F-Cell。表現(xiàn)具體如何，我們拭目以待。

無(wú)凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)

稍微了解發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作原理的都知道，當(dāng)前絕大多數(shù)汽車(chē)采用的內(nèi)燃機(jī)中，凸輪軸是必不可少的一個(gè)部件，它控制著各個(gè)氣缸中進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉。

不過(guò)，凸輪軸控制氣門(mén)開(kāi)閉有一個(gè)天生的缺陷，就是不能自由地調(diào)節(jié)各個(gè)氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)機(jī)。這就好像我們?nèi)祟?lèi)在呼吸時(shí)，慢走時(shí)呼吸頻率較慢，跑步時(shí)呼吸頻率必須加快才能滿足氧氣攝入的需求，而大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣門(mén)都只能以一種頻率進(jìn)行開(kāi)合，如果每個(gè)氣門(mén)都可以自由選擇開(kāi)閉時(shí)間的話，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下就可以選擇更加合適的“呼吸頻率”。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，很多車(chē)企都做出過(guò)努力，可變氣門(mén)正時(shí)(VVT)和可變氣門(mén)升程(VVL)就是兩種措施，但它們依然沒(méi)能拜托凸輪軸的限制，自由度有限。

早在上世紀(jì)80年代末，路特斯機(jī)械工程部就層展示過(guò)一臺(tái)無(wú)凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，但限于技術(shù)發(fā)展并未量產(chǎn)。如今，隨著48V電氣系統(tǒng)的時(shí)代即將到來(lái)，無(wú)凸輪軸技術(shù)又有了新的發(fā)展?jié)摿Γ@方面走在最前面的，就是超跑制造商科尼賽格。值得一提的是，觀致汽車(chē)目前也在同科尼賽格進(jìn)行合作，或許不久的未來(lái)，我們?cè)谟^致的新產(chǎn)品上也有望見(jiàn)到這項(xiàng)技術(shù)。

渦輪機(jī)插電混動(dòng)技術(shù)

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