振動是個難題 大眾1.4T發(fā)動機閉缸技術(shù)

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大眾在日內(nèi)瓦車展上公布了一款更加經(jīng)濟節(jié)能的車型——Polo Blue GT，它最大的亮點就是搭載了1.4T發(fā)動機，采用了閉缸技術(shù)。

這款車使用了代號為EA211的1.4T渦輪增壓發(fā)動機，這是基于大眾的水平模塊化MQB平臺新開發(fā)的。與目前大眾廣泛使用的代號為EA111的1.4T發(fā)動機不同，它采用了全鋁缸體，因此整車重量會更小。最重要的是，技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上增加了一套ACT主動氣缸管理系統(tǒng)，可以關(guān)閉兩個氣缸，在一定條件下只能由另外兩個氣缸運行。

●依靠奧迪的AVS系統(tǒng)實現(xiàn)封缸

其實氣缸關(guān)閉技術(shù)并不是一個很新的東西。奧迪、克萊斯勒、本田都有，但目前主要用在缸數(shù)較多的V6、V8發(fā)動機上，首次放在4缸小排量發(fā)動機上。

大眾采用閉缸技術(shù)的1.4T發(fā)動機應(yīng)該借鑒奧迪的AVS可變氣門升程技術(shù)。簡單來說，這種AVS系統(tǒng)可以通過切換兩個不同角度的凸輪來改變不同工況下的氣門升程和正時。閉缸系統(tǒng)只需要用無升程凸輪代替AVS系統(tǒng)中的大角度凸輪，這種閉缸技術(shù)已經(jīng)在奧迪V8 4.0TFSI上得到了應(yīng)用。

●雙缸運行會導(dǎo)致振動和溫度分布不均勻等問題。

然而，當(dāng)這項技術(shù)被植入四缸發(fā)動機時，一個非常困難的問題就會隨之而來——振動。在中低負荷時，系統(tǒng)會自動關(guān)閉2缸和3缸的進氣門和排氣門，只有1缸和4缸在驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)。按照四缸發(fā)動機1-3-4-2的工作順序，在只有兩個氣缸工作的情況下，發(fā)動機的工作間隔角達到360度。另外，1、4缸自上而下工作，必然會導(dǎo)致發(fā)動機產(chǎn)生較大的振動，從而影響舒適性。

中間的第二個和第三個氣缸停止做功，不會產(chǎn)生熱量。此時只有發(fā)動機缸體兩端的第一、第四缸繼續(xù)工作，導(dǎo)致缸體溫度分布不均勻。如何處理這個問題引起的缸體變形等一系列問題，也是技術(shù)人員的難題。

1.4T發(fā)動機最大功率為140馬力，配備了啟停和能量回收技術(shù)。在POLO BlueGT上0-100公里的加速時間不到8秒。根據(jù)多國道路行駛工況調(diào)查，大眾汽車確定了一個最佳的閉缸時間，即在發(fā)動機1250-4000rpm，扭矩25-100N·m的條件下啟動閉缸系統(tǒng)，當(dāng)駕駛員踩下油門踏板時，關(guān)閉的兩個氣缸會在13-36毫秒內(nèi)迅速恢復(fù)工作。該系統(tǒng)可以智能檢測車輛的交通環(huán)境和擁堵情況，并智能禁用關(guān)閉氣缸的功能。駕駛員可以從儀表盤的多功能顯示屏上知道汽車目前是雙缸還是四缸行駛。

●大眾1.4TSI可變缸發(fā)動機工作原理

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●油耗不會減半。

關(guān)閉2、3缸后，POLO BlueGT的百公里綜合油耗可降低0.4L左右，當(dāng)三檔或四檔以50km/h的勻速行駛時，其百公里油耗可達1L。在五檔以70km/h的速度行駛時，系統(tǒng)還可以每百公里降低0.7L L的油耗，可以看到雖然有一半的氣缸是關(guān)閉的，但油耗不會降低一半。這是因為不做功的2缸和3缸還得繼續(xù)隨著曲軸往復(fù)運動，這就消耗了一部分能量。同時，相對復(fù)雜的車輛環(huán)境也使得發(fā)動機無法在最經(jīng)濟的范圍內(nèi)工作。

總結(jié):

這是大眾汽車首次將閉缸技術(shù)應(yīng)用到4缸發(fā)動機上，之前很少有其他廠商涉足。如果能很好地解決振動等一系列問題，這項技術(shù)仍有廣闊的應(yīng)用前景。如今，混合動力系統(tǒng)很難大規(guī)模推廣。這項技術(shù)的成功應(yīng)用也表明，人們在挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機的節(jié)能潛力方面又前進了一步。