擎新技术:VCM自动切换可变气缸油耗下降8%

来源:理财周报


  当油价不断创出新高,全世界车厂都在努力为未来开发新能源动力车时,眼下最现实的却是对传统汽油(柴油)进行技术提升,以达到更加节油的效果。缸内直喷、稀薄燃烧、VVT等技术纷纷亮相,但其目的都是为了引擎燃烧更加充分;但有另一种节油方式——直接把工作中的多余的气缸关闭,这种理论上简单而有效的节油方法,随着引擎管理技术的不断完善变得更加可行,逐渐受到各大车厂青睐。

  我们知道,大排量的多气缸引擎能带来更多的动力储备,满足高速冲剌,起步急加速和爬坡的需要,但大排量自然会带来高油耗,尤其是在城市停停走走,并不需要强劲动力的时候,大排量引擎就显得很浪费。解决问题的方法最彻底的就是混合动力,但成本也是不小,而应用涡轮增压、缸内直喷和稀薄燃烧等省油技术,则是行之有效的方法。

  本田雅阁3.5L V6引擎应用了全新VCM技术,既可以迸发出280马力的动力,又能做到低油耗(90km/h等速仅为6.8L/100km),VCM这种可变气缸管理技术实在功不可没。当VCM开始成为人们关注的焦点时,很快就发现这种技术并非本田独有,而且一早已经应用在上海通用君越3.0和克莱斯勒300C上,而这种可变气缸管理技术的应用甚至可以追溯到上世纪80年代。但本田VCM的真正意义,不仅是在于把以往只应用V8、V12的可变气缸管理技术更进一步,把其可靠而又高效率地应用到大众化的V6引擎上面,而且与本田VTEC一起结合发挥作用,技术更加先进。

  通用最早应用可变气缸技术

  豪华轿车通常都采有V6、V8、V10甚至V12的多气缸大排量引擎,尤其是以美国、德国和英国这些国家盛产。但日常行驶,大多数情况下并不需要大功率的输出,大排量多气缸就显得有点浪费。1980年代,美国通用在第二代凯迪拉克Seville(赛威),采用了全新铸铝缸盖的HT-4100 V8引擎,这副引擎成为世界上第一副可变汽缸技术(VDE)引擎,在不需要大功率的输出时,可以控制关闭一半气缸,以减少燃油的消耗。

  虽然可变气缸技术理论上非常吸引人,但受限于当时的计算机技术落后,无法完成每秒200次的运算,一些引擎甚至要采用机械的方式来控制,因此不仅节油效果不明显,而且还带来可靠性问题。通常会产生较大噪音,例如从8缸转换成4缸的过程非常不稳定,偶尔会被卡死在一种状态下而无法调节。于是,这种可变气缸技术便悄悄地退下前线,带着美好概念被冷藏起来。

  20多年过去了,得益于车载计算机技术的高速发展,现在的车载电脑芯片每秒可达2000次的运算速度,于是可变气缸管理技术又可以东山再起。2005年上海通用推出全新的君越轿车,顶级版就搭载了一副AFM V6 3.0L引擎,AFM译为“智能燃油管理系统”,这副引擎的亮点就是采用先进的DOD(Displacement on Demand)可变排量控制技术。当引擎负荷较小时,DOD会发出指令关闭其中的3个气缸,以达到省油的目的。君越的DOD技术不仅可以节省最高达8%的油耗,而且气缸切换时非常平顺,完全没有震动,驾驶者已经感觉不到。

  本田VCM技术更进一步

  传统的可变气缸技术只是应用于V8、V12等多气缸引擎,而且一般只能关闭双数的气缸。但本田开发了的VCM技术,可通过关闭个别气缸的方法,使到3.5L V6引擎可在3、4、6缸之间变化,使得引擎排量也能在1.75-3.5L之间变化,从而大大节省燃油。VCM其工作过程如下:

  引擎冷车启动时,VCM会令6个气缸都投入工作,目的是让所有气缸都能达到最佳的工作温度。而一旦引擎预热工作完成,VCM将根据分布在全车各处的传感器,收集当前车速、油门变化幅度、机油温度、变速箱工作状态等信息,决定气缸的工作状态。如果此时车辆处于急加速、爬坡和高速行驶等需要强劲动力输出时,引擎将保持6个气缸工作。事实上6个气缸全部工作的机会并非太多。

  更多时候车辆是在高速公路巡航、中等幅度加速,以及进入缓坡行驶时,VCM会关闭V6引擎左右每列3个气缸的中间那个气缸,这样引擎就处理4个气缸运转。VCM在关闭部分气缸后,仍会让不工作的那部分气缸继续运转,而且火花塞继续点火,目的是让所有气缸都得到均匀磨损,保持火花塞的温度则为了让气缸能随时进入工作。

  当车辆进入城市慢驶、怠速运转,或者低负荷行驶时,VCM则关闭一侧的3个气缸,这样引擎仅以另3个气缸运转,实际排量仅相当于1.75L。

  VCM的技术优势

  本田的VCM技术显然更加成熟,这得益于本田经营多年的i-VTEC技术。只需在VTEC机械结构中加入一些新设计,就可以方便地做到在关闭气缸的同时,可以改变气门的正时,不仅让正在工作的气缸进排气更有效率,而且更可以停止被关闭气缸的进、排气动作。

  广州本田的第八代雅阁3.5L是首先应用VCM技术的车型,实际试驾雅阁3.5L,这副雅阁史上排量最大,输出最强劲的引擎表现很平顺性,怠速很安静,高转速时又能迸发出强劲的动力。如果不是仪表盘上有一盏 “ECO”灯不时亮起,我们根本不会觉察VCM系统是何时介入的。怠速和缓和加速的时候,ECO灯就会一直亮着,这个时候引擎可能工作在3缸或者4缸状态。如果把油门深踩,ECO灯就会马上熄灭,引擎以6个气缸工作,动力源(600405,股吧)源不断地传来。如果在行驶时松开油门持续1-3秒,ECO灯又会马上亮起,表明引擎已经进入关闭气缸工作状态。但无论VCM怎么变化,我们都感觉不到气缸切换时的一丝震动,这个系统就如混合动力引擎一样好玩,而实际表现也名不虚传——半天驾驶下来油表指针下跌的幅度明显比一般3.5L V6引擎要小,VCM的确起到了省油效果。但省油的同时,我们却发现这副引擎输出较为温和,欠缺些爆发力,显然是为了燃油经济性而牺牲了部分高性能。

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