暗中保護(hù)錢(qián)包 默默為節(jié)油服務(wù)的技術(shù)
“油價(jià)和房?jī)r(jià)哪個(gè)上漲快”這個(gè)問(wèn)題相信大家都得琢磨下才能給出答案,但這兩個(gè)漲價(jià)讓我們錢(qián)包“瘦身”的事兒毋庸置疑。所以怎么開(kāi)車(chē)能省油、什么技術(shù)又能節(jié)省燃油多少的信息,相信大家都格外關(guān)注。而未來(lái)新能源車(chē)肯定會(huì)大行其道,難道現(xiàn)階段除了購(gòu)買(mǎi)新能源車(chē)就沒(méi)有辦法節(jié)油了?答案當(dāng)然是否定的,這次就讓我們來(lái)看看那些容易被我們忽視的節(jié)油技術(shù)。
一提到節(jié)能技術(shù),大家腦中都會(huì)蹦出“發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴”、“雙離合變速箱”、“渦輪增壓”、“機(jī)械增壓”這些節(jié)油技術(shù),鑒于大家過(guò)于熟悉,這篇文章就不讓它們?cè)佟傲料嗔恕?,如果您?duì)它們感興趣,歡迎您點(diǎn)擊本文最后的相關(guān)連接。
■ 輕量化
節(jié)油指數(shù):★★★☆
『誰(shuí)的身上不用點(diǎn)碳纖維都不好意思和別人打招呼?!?/P>
提到輕量化這個(gè)概念,人們往往先想到的是改裝和操控。其實(shí),對(duì)于普通汽車(chē),輕量化是最直接的省油方法,這也已經(jīng)是所有廠商開(kāi)發(fā)車(chē)型的重要目標(biāo)之一。而超跑們?nèi)绻l(shuí)的“身上”不用點(diǎn)碳纖維都不好意思和別人打招呼,當(dāng)然超跑與家用車(chē)想要通過(guò)輕量化達(dá)到的目標(biāo)并不完全相同。
輕量化是個(gè)系統(tǒng)而繁雜的工程,材料上的輕并不是唯一是目的,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也是要考慮的重要因素。在材料里包含了白車(chē)身材料和零部件材料的輕量化,看似簡(jiǎn)單的白車(chē)身其實(shí)也是“減肥”的重要目標(biāo),全鋁車(chē)身、碳纖維覆蓋件、鋁車(chē)門(mén)、鋁防撞梁、壓鑄鋁合金塔頂,用骨子里就開(kāi)始減肥并不夸張。而變速箱殼體、差速器殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋等等這些零部件都大量運(yùn)用鋁合金則為“減肥”的效果錦上添花。
未來(lái)復(fù)合材料才是王道。這方面奔馳的策略是“多種材料并用”,以往的汽車(chē)采用全鋼的車(chē)身,而現(xiàn)在則采用高科技鋼,未來(lái)使用不同種類(lèi)的高科技鋼材配合鋁質(zhì)材料的應(yīng)用。鋁質(zhì)材料將在不遠(yuǎn)的將來(lái)獲得更廣泛的應(yīng)用,其中還將與工業(yè)塑料和碳纖維等不同的輕量化材料結(jié)合使用,以此達(dá)到輕量化的要求。
但高科技的背后總伴隨著一個(gè)控制成本的“陰影”,目前的解決辦法就是“因材施用”。例如目前駕駛艙部分必須使用高強(qiáng)度的鋼材用以承受足夠的沖擊并起到吸能作用;有些地方不需要高強(qiáng)度的鋼材則采用鎂合金;而翼子板和車(chē)門(mén)部分可以采用重量輕的鋁材達(dá)到輕量化的要求。
『新奧迪A3雖然軸距會(huì)增加,但是重量卻減輕了』
不要以為輕量化技術(shù)僅是超跑和豪車(chē)的“專(zhuān)利”,其實(shí)很多“小家伙”也緊隨其后,新一代的奧迪A3就是一個(gè)例子。雖然相比老款軸距增加了,新一代奧迪A3卻僅重1.1噸,比起老A3輕了將近2個(gè)成年人的體重。
同時(shí)我們還要明確一點(diǎn),輕量化并不是簡(jiǎn)單的將鐵的換成鋁的?!案邚?qiáng)度”和“輕量化”這兩大關(guān)鍵詞并不矛盾,任何輕量化都應(yīng)該是在保證車(chē)體強(qiáng)度下完成,高強(qiáng)度的車(chē)身結(jié)構(gòu)只是基本功課,在保障強(qiáng)度的同時(shí)利用材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)減掉冗余的重量才是講究“高效低能耗”的這個(gè)時(shí)代最被重視的。輕量化并非一拍腦門(mén),拿把錘子、鑿子就對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化,承載結(jié)構(gòu)使用更高強(qiáng)度的材料,比以前用的材料更少,但是卻能達(dá)到同樣強(qiáng)度,以翼子板為例,將翼子板的受力進(jìn)行分析并逐步進(jìn)行優(yōu)化,也就是說(shuō)一點(diǎn)一點(diǎn)的拿掉多余部分而剩下的結(jié)構(gòu)就為最精簡(jiǎn)且不影響強(qiáng)度的最優(yōu)結(jié)果。
■ 空氣動(dòng)力學(xué)
節(jié)油指數(shù):★★★☆
相信您騎自行車(chē)時(shí)一定有這樣的體驗(yàn),當(dāng)遇到大風(fēng)天時(shí),如果還是按照平時(shí)“周吳鄭王”一樣坐姿端坐著騎的話,得把吃奶的勁兒用來(lái)蹬車(chē)才能和邊上走路的人一樣快。而這時(shí),把身子趴下來(lái),似乎會(huì)省力不少。
汽車(chē)也是如此,車(chē)輛的燃料在推動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)已經(jīng)消耗了一大部分動(dòng)力,而當(dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí),一部分就是克服空氣的阻力。其實(shí)很早的時(shí)候,人們開(kāi)始渴望以更高的速度行駛時(shí)發(fā)現(xiàn)如果僅憑高功率輸出的動(dòng)力單元并不能到達(dá)那夢(mèng)想的天際,于是有人開(kāi)始在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域展開(kāi)了研究,他們發(fā)現(xiàn)要想獲得有利的行駛條件,就要在車(chē)身造型上打破傳統(tǒng)格局,讓原本方方正正的車(chē)身向圓潤(rùn)的樣子進(jìn)化。
當(dāng)然,空氣動(dòng)力學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是將車(chē)體由方盒子變?yōu)閳A肥皂這么簡(jiǎn)單,怎樣的造型空氣阻力最低、如何減少亂流形成等等一系列的問(wèn)題都是空氣動(dòng)力學(xué)研究的范疇。還有一個(gè)值得注意的事情,在我們印象中,兩廂車(chē)大都短小精悍,照想象推論似乎會(huì)比那些“笨笨”的三廂車(chē)空氣阻力更小吧。其實(shí)不然,由于兩廂車(chē)車(chē)尾面積大,車(chē)尾形成的真空區(qū)大,因而產(chǎn)生的負(fù)壓較大,造成前后的壓差也就更大,車(chē)輛的空氣阻力相應(yīng)就更高。
瞧,事實(shí)不是總和我們想的一樣吧,但世事無(wú)絕對(duì),這里“例外”就是奔馳的新B級(jí),在國(guó)內(nèi)老款B級(jí)的價(jià)位水平上,量產(chǎn)車(chē)最低的風(fēng)阻系數(shù)也只不過(guò)為0.27--來(lái)自君威和睿翼(二者均為三廂中級(jí)轎車(chē))。而作為一款兩廂車(chē)型,能夠拿出僅0.26的風(fēng)阻系數(shù)確實(shí)令人驚訝,毫不夸張的說(shuō),在量產(chǎn)的緊湊車(chē)型當(dāng)中,新B級(jí)在空氣動(dòng)力學(xué)方面擁有絕對(duì)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì),即便同級(jí)別的三廂轎車(chē),風(fēng)阻系數(shù)也大多集中在0.3左右而已。奔馳的工程師們對(duì)于B級(jí)的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)做了大量的優(yōu)化工作,除了外觀輪廓之外,還對(duì)車(chē)底氣流的平整做了大量的實(shí)驗(yàn)和改進(jìn),前輪前端的鋸齒形輪拱擾流板就是成果之一。據(jù)悉,未來(lái)奔馳還會(huì)提供“ECO”選裝套件,安裝此套件后,奔馳B的風(fēng)阻系數(shù)可降到0.24的水平!
當(dāng)車(chē)身外觀的設(shè)計(jì)或許在打造低風(fēng)阻系數(shù)的工程上已遇到瓶頸,為了追求極致,設(shè)計(jì)師打算跳出車(chē)身設(shè)計(jì)領(lǐng)域,轉(zhuǎn)而把目光投向技術(shù)方面。在新一代奧迪A8中,進(jìn)氣隔柵與水箱之間的空間被密封起來(lái),這樣流入的空氣就可以毫無(wú)損失地進(jìn)入冷卻系統(tǒng)并最大程度的達(dá)到散熱效果,增加了空氣流動(dòng)的效率。而散熱器表面的鱗片和電子散熱風(fēng)扇葉片的設(shè)計(jì)也相應(yīng)的進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)過(guò)這樣經(jīng)過(guò)精心的布局設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)最低的風(fēng)阻效果。
不要以為空氣動(dòng)力學(xué)只是研究“表面功夫”,其實(shí)底盤(pán)上空氣動(dòng)力學(xué)同樣講究,在我們的底盤(pán)拆解欄目中可以看到很多車(chē)的底盤(pán)上都有空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),底盤(pán)良好的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)能夠幫助車(chē)輛減少來(lái)自底盤(pán)、輪拱和輪轂等部位產(chǎn)生的空氣阻力。在底盤(pán)上覆蓋完整的護(hù)板可以使空氣更快速的流過(guò)底盤(pán),而導(dǎo)流槽的設(shè)計(jì)幫助引導(dǎo)氣流更為合理的穿過(guò)底盤(pán)。
■ 智能可變格柵
節(jié)油指數(shù):★★★
我們都知道現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度相對(duì)較高,一般在100至110攝氏度之間。在冷車(chē)狀態(tài),特別是冬季快速將溫度提高,減少怠速時(shí)間是節(jié)省燃油的小竅門(mén)之一。這套系統(tǒng)安裝在水箱散熱器的前方,并且由電腦控制其開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)間和角度,可以控制吹向水箱散熱器以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空氣流量。達(dá)到快速提高或降低溫度的目的。同時(shí),智能可變格柵的另一功能就是進(jìn)一步提升其在空氣動(dòng)力性能上的優(yōu)勢(shì),以新福克斯為例,在空氣動(dòng)力學(xué)車(chē)身設(shè)計(jì)的共同作用下,風(fēng)阻降低了7.8%,風(fēng)阻系數(shù)僅為0.295。
冷車(chē)狀態(tài)下,通過(guò)關(guān)閉格柵,來(lái)盡快提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度,使車(chē)輛的OBD系統(tǒng)較早的進(jìn)入閉環(huán)工作狀態(tài),從而降低排放。同時(shí)配合電子節(jié)溫器,能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行更為精確的調(diào)控。
這套系統(tǒng)也并非是??怂躬?dú)有,寶馬的5系、別克君威君越eAssist等車(chē)型也裝備了類(lèi)似的智能關(guān)閉格柵技術(shù)。
■ 可變排量空調(diào)系統(tǒng)
節(jié)油指數(shù):★★★
可變排量空調(diào)系統(tǒng)采用的壓縮機(jī),在運(yùn)行過(guò)程中能根據(jù)轉(zhuǎn)速、吸排氣壓力等信號(hào)的變化以及汽車(chē)運(yùn)行狀況和外界環(huán)境條件而自行調(diào)節(jié)排量,達(dá)到節(jié)能、降噪和實(shí)現(xiàn)車(chē)廂環(huán)境最優(yōu)化控制的目的。大部分乘用車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)都是非獨(dú)立式的,它的壓縮機(jī)都是通過(guò)皮帶輪直接由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。汽車(chē)在高速行駛時(shí),輸入的制冷量隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增加,汽車(chē)制冷量增多,不僅浪費(fèi)一部分功率,也影響汽車(chē)的行駛性能??勺兣帕靠照{(diào)此時(shí)便會(huì)自動(dòng)調(diào)整工作排量,降低制冷量,減小功率損耗。
『POLO使用的就是可變排量空調(diào)系統(tǒng)』
■ 可關(guān)閉水泵
節(jié)油指數(shù):★★★
眾所周知,發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度直接決定著它的工作狀態(tài),溫度超出發(fā)動(dòng)機(jī)本身所能承受極限時(shí),會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。若溫度過(guò)低,發(fā)動(dòng)機(jī)的效率又會(huì)很低。而發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)就是至關(guān)重要的一環(huán),為了給發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)造一個(gè)“舒適”的工作環(huán)境,工程師們付出了不懈的努力?,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用水冷,但冷啟動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升較為緩慢,難道因此“熱車(chē)”時(shí)間帶來(lái)的油耗問(wèn)題就沒(méi)有辦法解決了嗎?答案當(dāng)然是否定的。可關(guān)閉水泵技術(shù)解決的就是這部分問(wèn)題。
可關(guān)閉水泵技術(shù),就是葉片可通過(guò)電子控制的連接軸閥與皮帶輪連接或斷開(kāi),在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)條件下,可變水泵葉片停轉(zhuǎn),暫停發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液循環(huán),冷啟動(dòng)條件下發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的升溫速度幾乎是未配置熱管理系統(tǒng)的兩倍,大大縮短熱機(jī)時(shí)間,減小了燃油消耗。在發(fā)動(dòng)機(jī)升溫后,熱管理系統(tǒng)會(huì)通過(guò)熱交換器為變速器油液升溫,使變速器系統(tǒng)也更快達(dá)到最佳工作溫度。
■ 可變排量機(jī)油泵
節(jié)油指數(shù):★★★
如果把汽車(chē)比做人的話,那發(fā)動(dòng)機(jī)一定就是心臟,而讓這顆“心臟”平穩(wěn)跳動(dòng)的保障之一就是潤(rùn)滑系統(tǒng),在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),潤(rùn)滑系統(tǒng)要連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠、溫度適當(dāng)?shù)臐崈魴C(jī)油輸送到全部傳動(dòng)件的摩擦表面,并在摩擦表面之間形成油膜,實(shí)現(xiàn)液體摩擦,從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機(jī)件磨損,而機(jī)油泵就是重中之重。
一般的非變排量機(jī)油泵,其出油量大小是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增加,二者呈線性關(guān)系。簡(jiǎn)單說(shuō)就是發(fā)動(dòng)機(jī)工作越賣(mài)力,它給發(fā)動(dòng)機(jī)的“獎(jiǎng)品”就越豐厚。而為了保證低轉(zhuǎn)速時(shí)的最低出油量及高轉(zhuǎn)速時(shí)的最小油壓,機(jī)油泵會(huì)被設(shè)計(jì)的很大,這就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的布置提出了更高的要求。同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí),多余的潤(rùn)滑油會(huì)從油路中返回,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗增加。而變排量機(jī)油泵會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)情況,調(diào)節(jié)油壓與油量,從而達(dá)到節(jié)油的目的。
■ 智能斷開(kāi)發(fā)電機(jī)
節(jié)油指數(shù):★★★
這項(xiàng)技術(shù)的工作原理為,當(dāng)車(chē)輛正常行駛或急加速時(shí)候,并無(wú)發(fā)電的需要,此時(shí)斷開(kāi)發(fā)電機(jī),減少能耗的產(chǎn)生,當(dāng)車(chē)輛滑行或減速時(shí)候,為確保電力使用,此時(shí)發(fā)電機(jī)被連接上,并為蓄電池充電。可以說(shuō)智能斷開(kāi)電機(jī)所做的工作就像是水電站,高峰時(shí)泄洪發(fā)電,低谷時(shí)蓄洪儲(chǔ)電。
■ 電動(dòng)助力
節(jié)油指數(shù):★★★★
助力轉(zhuǎn)向我們都不陌生,如果沒(méi)有它們的協(xié)助,相信我們的司機(jī)現(xiàn)在一定都是肱二頭肌發(fā)達(dá)的壯漢,開(kāi)車(chē)也會(huì)變成一項(xiàng)體力活。助力轉(zhuǎn)向讓駕駛變得更加簡(jiǎn)單和輕松,并且讓車(chē)輛反應(yīng)更加敏捷,一定程度上提高了安全性。
常見(jiàn)的助力分為液壓助力和電動(dòng)助力。液壓助力又分為機(jī)械式液壓助力和電子液壓助力。機(jī)械液壓助力由于液壓泵靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng),所以會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分動(dòng)力,也就會(huì)影響燃油經(jīng)濟(jì)性和車(chē)輛的動(dòng)力性,尤其是對(duì)于動(dòng)力本身就相對(duì)孱弱的小排量車(chē)型的影響比較明顯,電子液壓助力電子泵需要由發(fā)電機(jī)的電能驅(qū)動(dòng)。
而電動(dòng)助力則是將助力機(jī)構(gòu)由復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)變成了依靠電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生助力的系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,沒(méi)有了液壓泵、儲(chǔ)液罐、液壓管路和轉(zhuǎn)向柱閥體結(jié)構(gòu),而是由傳感器、控制單元和助力電機(jī)構(gòu)成。而帶動(dòng)助力電機(jī)的正是12V電源系統(tǒng),也就是我們俗稱(chēng)的電瓶。不從發(fā)動(dòng)機(jī)“借力”,也就間接節(jié)省了燃油消耗,這就是電動(dòng)助力節(jié)油的秘訣。
■ 低滾阻輪胎
節(jié)油指數(shù):★★★★
上面提到,車(chē)輛的燃料在推動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)已經(jīng)消耗了一大部分動(dòng)力,當(dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí),一部分就是克服空氣的阻力。而另一部分就是消耗在了對(duì)付輪胎與路面摩擦、滾動(dòng)產(chǎn)生的阻力。
『圖為使用韓泰低滾阻輪胎的高爾夫藍(lán)驅(qū)車(chē)型』
『圖為沃藍(lán)達(dá)使用的固特異低滾阻輪胎』
現(xiàn)在很多新能源車(chē)或者以節(jié)油為賣(mài)點(diǎn)的車(chē)型都配備了低滾阻輪胎,低滾阻的秘密就在于輪胎制造時(shí)的添加劑。以固特異御乘輪胎為例,在胎面橡膠配方內(nèi)加入一定比例的硅材料以及全碳黑配方,因?yàn)楣栉叫阅芨?、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有較高的機(jī)械強(qiáng)度等原因,所以硅膠胎相對(duì)于普通輪胎更耐磨和抗老化,從而使御乘輪胎能有效降低滾動(dòng)阻力,節(jié)省燃油消耗。
■ 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)
節(jié)油指數(shù):★★★★
城市路段走走停停很常見(jiàn),而就在走走停?;蛘叩∷俚牟唤?jīng)意間,油耗就上來(lái)了。發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)就是解決城市路況短時(shí)間停車(chē)較多的情況問(wèn)題,減少怠速油耗。
『圖為smart上配備的啟停按鈕』
當(dāng)車(chē)輛因?yàn)閾矶禄蛘呗房谧儫敉V剐羞M(jìn)時(shí),駕駛員踩下制動(dòng)踏板,停車(chē)摘擋。這時(shí)候,Start/Stop系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè):發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)且沒(méi)有掛擋;電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動(dòng)。滿足條件后,發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。再次啟動(dòng)時(shí)僅需松開(kāi)剎車(chē)或者轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)。
現(xiàn)在越來(lái)越多的車(chē)型裝備了啟停功能,雖然名稱(chēng)不同但效果相似,從smart、到奧迪A6L,“身材”無(wú)關(guān)緊要,剩下的是對(duì)節(jié)油、環(huán)保做出的貢獻(xiàn)。
『?jiǎn)⑼2辉偈恰昂廊A配置”,各個(gè)級(jí)別的車(chē)型均有配置』
■ 制動(dòng)能量回收
節(jié)油指數(shù):★★★
無(wú)論是擁堵的城市路況,還是平坦的高速公路,在車(chē)輛滑行以及制動(dòng)的時(shí)候,可以通過(guò)發(fā)電機(jī)將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到蓄電池中,雖然它比混合動(dòng)力車(chē)型在制動(dòng)能量回收上顯得“弱小”了許多,但是將這些細(xì)微的節(jié)能措施不斷累積,最終整輛車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性就會(huì)有一個(gè)明顯的提升。
讓我們以?shī)W迪A3 e-tron為例,當(dāng)選擇舒適模式時(shí),能量回收的程度降低,頓挫感減少,這時(shí)更偏重駕乘人員的感受;而當(dāng)選擇省電模式時(shí),系統(tǒng)將能量回收程度加大,以達(dá)到最大續(xù)航里程的效果。但無(wú)論選擇哪種模式,滑行和剎車(chē)時(shí)系統(tǒng)都把收集到的能量給鋰電池充電。
■ 可變氣缸
節(jié)油指數(shù):★★★☆
一提到可變氣缸技術(shù),我們的腦中首先想到的可能會(huì)是大眾或者奧迪。其實(shí)可變氣缸或者可變排量技術(shù)是上世紀(jì)80年代通用最早提出來(lái)的,不過(guò)由于技術(shù)不成熟,隨著時(shí)間被塵封了起來(lái)。直到2001年,它又隨著Cien概念車(chē)驚艷四座。在這之后的故事我們就比較熟悉了,通用將可變排量技術(shù)應(yīng)用到了凱雷德上。同時(shí),奔馳也在研究類(lèi)似技術(shù),克萊斯勒將多級(jí)可變排量控制系統(tǒng)(MDS)應(yīng)用到了Hemi發(fā)動(dòng)機(jī),而本田的VCM、以及大眾ACT、奧迪氣缸按需運(yùn)行系統(tǒng)則都是小字輩兒了。
通用 主動(dòng)燃油管理(Active Fuel Management)
主動(dòng)燃油管理(Active Fuel Management)又名Displacement on Demand,簡(jiǎn)寫(xiě)AFM或DOD,最早于1981年運(yùn)用在通用凱迪拉克L62發(fā)動(dòng)機(jī)上。它也是依靠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求,選擇在低負(fù)荷情況下關(guān)閉部分氣缸停止工作,從而達(dá)到改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少?gòu)U氣排放的目的。然而因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)尚不成熟的原因,主動(dòng)燃油管理技術(shù)隨著時(shí)間被塵封了起來(lái)。直到2001年,Cien概念車(chē)的亮相,它才重新回到了我們的視線中,隨后它隨著席卷全球的SUV浪潮,同凱雷德一起被更多人所熟知。
『2001年的凱迪拉克Cien概念車(chē)是主動(dòng)燃油管理技術(shù)重新走入公眾視線的開(kāi)端』
『主動(dòng)燃油管理技術(shù)隨著凱雷德一起被公眾所熟悉』
主動(dòng)燃油管理技術(shù)通過(guò)電磁閥來(lái)控制液壓氣門(mén)挺桿的油路供給,通過(guò)調(diào)整選定氣缸氣門(mén)挺桿的機(jī)油壓力,使得部分氣缸氣門(mén)保持關(guān)閉,這些氣缸將會(huì)停止進(jìn)氣或排氣,被選定的氣缸將不參與發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出,從而達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。
奔馳 氣缸自動(dòng)關(guān)閉技術(shù)
氣缸自動(dòng)關(guān)閉技術(shù)對(duì)于奔馳可不算是新鮮玩意,早在1998年,奔馳發(fā)布的編號(hào)為W220的第8代奔馳S級(jí)上就已經(jīng)配備了這項(xiàng)技術(shù)。
『圖為奔馳S500』
氣缸自動(dòng)關(guān)閉技術(shù)能夠在需要時(shí)關(guān)閉暫時(shí)不用的氣缸,從而大幅降低油耗。同時(shí),氣缸關(guān)閉技術(shù)不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的順暢運(yùn)轉(zhuǎn)、扭矩輸出和安靜性產(chǎn)生任何影響。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工作狀況下,S500的8缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以暫時(shí)關(guān)閉其中的四個(gè)汽缸,從而使車(chē)輛平均油耗降低約7%,實(shí)現(xiàn)了更大的燃油經(jīng)濟(jì)性。
克萊斯勒 多級(jí)可變排量控制系統(tǒng)(Multi-Displacement System)
克萊斯勒和奔馳的恩怨情仇
其實(shí)提到MDS的由來(lái),還有一段和奔馳有關(guān)的小故事。當(dāng)時(shí)的戴姆勒-克萊斯勒率先于2001年推出了配置ACC(Active Cylinder Control主動(dòng)氣缸控制)技術(shù)的5.8L V12發(fā)動(dòng)機(jī)并將其應(yīng)用在了在奔馳CL600和S600兩款車(chē)上,不過(guò)這款發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅一年之后就停產(chǎn)淡出了人們的視線。之后,克萊斯勒也打算為自己的發(fā)動(dòng)機(jī)也開(kāi)發(fā)相應(yīng)的技術(shù),他們找來(lái)了曾參與ACC項(xiàng)目上合作過(guò)的埃貝赫(Eberspaecher)公司,只不過(guò)這次參與開(kāi)發(fā)的是埃貝赫的北美中心-Eberspaecher North America,他們共同為克萊斯勒的Hemi發(fā)動(dòng)機(jī)量身打造了MDS-Multi-Displacement System多級(jí)可變排量控制系統(tǒng)。
『2005年的第三代大切諾基是最早使用帶有MDS技術(shù)的Hemi發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型之一』
MDS是為克萊斯勒的Hemi發(fā)動(dòng)機(jī)量身打造的多級(jí)可變排量控制系統(tǒng),由于Hemi發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是OHV的結(jié)構(gòu),凸輪軸上布滿了凸輪,無(wú)法像本田的VCM發(fā)動(dòng)機(jī)那樣設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的副搖臂和液壓控制的連接機(jī)構(gòu),所以只能在原先的結(jié)構(gòu)上想辦法。
『Hemi發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸與氣門(mén)挺柱機(jī)構(gòu)』
而最終的解決辦法就是在與凸輪接觸的挺柱上面做文章,他們?yōu)閔emi發(fā)動(dòng)機(jī)的挺柱設(shè)計(jì)了獨(dú)特的滑塊結(jié)構(gòu),滑塊與氣門(mén)推桿相連,滑塊下方有一個(gè)可以定位的卡銷(xiāo),卡銷(xiāo)可以使滑塊與挺柱成為一體,推動(dòng)氣門(mén)推桿,或者使滑塊活動(dòng),是挺柱無(wú)法推動(dòng)氣門(mén)推桿。工程師們?yōu)榭ㄤN(xiāo)在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)計(jì)了獨(dú)特的油道,依靠潤(rùn)滑系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油提供液壓推動(dòng)卡銷(xiāo)(電磁閥控制),卡銷(xiāo)本身帶有回位彈簧,當(dāng)液壓消失時(shí)便能夠自動(dòng)回位。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),卡銷(xiāo)將卡住滑塊使之不能上下自由移動(dòng),挺柱直接推動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂,而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要關(guān)閉氣缸時(shí),卡銷(xiāo)松開(kāi),滑塊便能夠上下滑動(dòng),挺柱上下移動(dòng)時(shí)滑塊與挺柱發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),不再推動(dòng)推桿,這樣一來(lái)氣門(mén)就被關(guān)閉,同時(shí)ECU停止向該氣缸噴油,便達(dá)到了“關(guān)閉氣缸”的效果,實(shí)現(xiàn)了“排量可變”。
『氣門(mén)的控制依靠特別設(shè)計(jì)的挺柱實(shí)現(xiàn),液壓控制的卡銷(xiāo)可以使挺柱不推動(dòng)氣門(mén)推桿』
『老款克萊斯勒300C的發(fā)動(dòng)機(jī)也應(yīng)用了MDS技術(shù)』
本田 可變氣缸管理系統(tǒng)(Variable Cylinder Management)
VCM通過(guò)VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén),以中止特定氣缸的工作,與此同時(shí),由動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。車(chē)輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下,該發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)把全部6個(gè)氣缸投入工作。在中速巡航和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下,系統(tǒng)僅將運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)氣缸組,即三個(gè)氣缸。在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)用4個(gè)氣缸來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在3缸工作模式下,后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下,前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作,后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。
『外形讓人難以接受的歌詩(shī)圖也應(yīng)用了VCM技術(shù)』
比較特殊的是非工作缸的火花塞會(huì)繼續(xù)點(diǎn)火,以盡量降低火花塞的溫度損失,防止氣缸重新投入工作時(shí)因不完全燃燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制,并采用專(zhuān)用的一體式滑閥,這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令,滑閥會(huì)有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后,該油壓會(huì)推動(dòng)同步活塞,實(shí)現(xiàn)搖臂的連接和斷開(kāi)。
大眾 ACT主動(dòng)氣缸管理系統(tǒng)
今年日內(nèi)瓦車(chē)展,大眾展臺(tái)那臺(tái)藍(lán)色的小家伙——POLO BlueGT著實(shí)吸引人的眼球,不僅因?yàn)樗砼{(lán)色戰(zhàn)袍,還因?yàn)樗褂昧嘶诖蟊姍M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),還有搭載了ACT主動(dòng)氣缸管理系統(tǒng)。ACT主動(dòng)氣缸管理系統(tǒng)就是在一定條件下關(guān)閉兩個(gè)氣缸而只由另外兩個(gè)氣缸運(yùn)行,以此來(lái)達(dá)到節(jié)油的效果。
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(mén)升程技術(shù),這套AVS系統(tǒng)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是通過(guò)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(mén)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(méi)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)。
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(mén)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(chē)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(pán)的多功能顯示器上得知汽車(chē)當(dāng)前是兩缸運(yùn)行還是四缸運(yùn)行。
奧迪 氣缸按需運(yùn)行系統(tǒng)(cylinder on demand)
上面講到大眾ACT主動(dòng)氣缸管理系統(tǒng)時(shí),提到它的關(guān)鍵就是借鑒了奧迪的AVS可變氣門(mén)升程技術(shù)。下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)奧迪這套氣缸按需運(yùn)行系統(tǒng)。奧迪的4.0升V8雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)就匹配了這項(xiàng)技術(shù)。
氣缸按需運(yùn)行(cylinder on demand)實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不復(fù)雜,只需在原有的AVS系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行升級(jí)便能達(dá)到這一需求,即在進(jìn)排氣兩側(cè)的凸輪軸上安裝一套零行程的凸輪便可實(shí)現(xiàn),也就是說(shuō),當(dāng)AVS執(zhí)行元件將凸輪切換為零行程時(shí),此時(shí)進(jìn)排氣兩側(cè)的凸輪軸則無(wú)法驅(qū)動(dòng)氣門(mén)完成進(jìn)排氣動(dòng)作,與此同時(shí),噴油系統(tǒng)停止了對(duì)相應(yīng)氣缸的燃油供給,點(diǎn)火系統(tǒng)也會(huì)停止工作。
全文總結(jié):
相信看到這里,您一定已經(jīng)明白了“節(jié)油不是光靠換個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)”的道理,正所謂眾人拾柴火焰高,我們看到的節(jié)油效果都是各部分通力協(xié)作的結(jié)果。還是那句老話,再多的先進(jìn)技術(shù)也比不上正確的駕駛方法,經(jīng)常地板油、眼睛里面不能有比自己還快的車(chē),這樣的駕駛方法相信再多技術(shù)的也達(dá)不到節(jié)油效果。
評(píng)論