閉缸技術在汽車發動機節能中的應用與研究

劉文彬

摘 要 傳統的發動機節能是在排量不變的基礎上從提高進氣率、提高機械效率、調整壓縮比及提高循環熱效率等方面著手，鮮少有從發動機排量方面考慮的，而閉缸技術就是一種變排量的發動機節能技術。通過對當下廣泛采用的發動機類型，比如：柴油機、普通汽油機、汽油缸內直噴、汽油機閉缸技術及汽油混合動力發動機進行比較，汽油機閉缸技術節油效果顯著。

關鍵詞 閉缸技術;汽車;發動機;節能;應用

目前，因為科技水平的提升與人們環保意識的加強，汽車和發動機的主要研發方向為節能低耗，可以預見，在不久的將來，高效能、低排放的發動機即將成為汽車行業的主流產品。應用閉缸技術能夠顯著降低汽車排量，減少節氣門的損耗，可以大幅提升燃燒室的容積率，并降低其燃料消耗量。將閉缸技術應用于汽車發動機中，不僅能夠讓發動機在運行過程中實現低油耗、高經濟性的目標，同時也能夠滿足絕大部分用戶對于汽車大負荷工作狀態下的動力需求。

1汽車發動機發展趨勢

由汽車發動機的當前發展狀況可以得知，相較以往舊式的發動機，當前其依然獲得了較大的進步。分析發動機的具體發展狀況，其發展趨勢主要為節能、環保型發動機的研發及運用。依照全世界范圍的汽車市場發展趨勢來看，汽車發動機也是不斷地沿著節能與環保的方向邁進。而綠色發動機的研發不僅能夠實現人與自然的和諧共存，并且也是緩解日益突出的環境問題的關鍵措施。此外，新能源市場目前的發展勢頭也較為良好，未達成可持續發展的目標，環保已然成為全球各個國家達成共識的重要發展原則，而且在實際市場中，燃油發動機的替代性措施也隨著各種新興先進技術的出現而越來越多，推動著汽車向著新能源的方向逐漸邁進，其中汽車行業中最為常用的新能源有氫能源、太陽能以及燃料電池等，而這些新能源汽車均具備發動機廢氣排放量低的特征，節能減排降耗的目的就此得以實現[1]。

2閉缸技術應用于汽車發動機節能中的原理

閉缸技術就是指在發動機正常運轉中根據當前工況自動關閉 1-2 個甚至是更多的氣缸，以此來達到減缸降低油耗的目的。當前，較為經典的三類發動機閉缸技術如下：①斷油不斷氣。該技術主要是對發動機的缸體實行斷油，不過并不會使得此缸體進氣停止，但是此技術的應用會導致發動機在處于低負載狀態下出現“泵氣損失”，從而引起動力消耗，目前，此技術已經逐漸被市場淘汰;②油氣雙斷。此技術當前使用較為普遍，是主流閉缸技術，該技術的應用使得發動機在低負載階段出現泵氣損失的難題得到了解決。當前使用閉缸技術的汽車大部分都有應用此技術，然而此技術卻并非是效果最理想的閉缸技術，例如，在閉缸狀態下可能會因為氣缸工作不均衡而導致缸體產生變形的問題，從而需要利用輔助溫控技術來操控發動機缸體溫度或是調整閉缸時間，若非如此，問題便無法得到有效處理;③基于停油且停氣的條件下，再將廢氣導入停缸的氣缸內，通過此措施來保證熱平衡。此項技術從理論上分析，可謂是閉缸技術的最優應用方案，不過在技術上的難度極大[2]。

3閉缸技術發動機在具體車型中的應用

自從國內微機自控汽車局部閉缸節油設備研發問世以來，最先將其用于實踐的是國內自行研發的解放牌汽車，在那個時期的改裝費用不高，僅僅需要支出一千元左右的成本，便能夠以汽車四大件作為基礎實行改造。在當時，我國節油技術已然獲得了初期的成就，能夠把燃油消耗量降低為原先的十分之八，這便代表著，在經濟迅猛增長的當時，改造后的汽車至少能夠節省下2噸的燃油使用量，使得改造成本能夠迅速回收。

而且，該時期市面上的汽車普遍存在冒黑煙的問題，而在進行改造以后，冒黑煙的問題便得到了顯著緩解，從某一層面上可謂是為環境污染問題起到了重要的作用。該項技術在其后也在持續發展革新著，經過實地研究考察當時我國市場占有率較高的幾個汽車生產商之后，依照不同汽車所具備的特征，在通過針對性的調整以后，使得此技術也可以用于東風牌汽車之中，而在當時，國內的汽車品牌主要是由解放牌與東風牌組成，且數量高達將近90萬兩，在對50萬兩汽車實行改造以后，每年能夠節省下來的汽油量更是高達90萬噸，若是以當時的市場價格作為參考，每一噸汽油價格為800元，則每年能夠減少7.2億元的汽油成本費用，不僅極具經濟效益，而是閉缸技術應用于汽車發動機節能中的一個極為成功的實際案例，同時也為此后的閉缸技術的發展提供了豐富經驗[3]。

在其后的幾十年內，閉缸技術的應用更為普遍，且隨著經濟的持續進步，購置私家車的家庭越來越多，而當我國車輛耗油量高于世界前列時，節能減排的需求也就越發強烈。閉缸技術不只是局限于大型運輸車輛，也漸漸被用于各類民用車輛，每個汽車生產制造商都開始按照自己生產車輛的特性，對閉缸循環技術進行了改進，把閉缸技術融入于汽車發動機中。

在最初，閉缸技術的使用目的十分純粹，即為降低大排量車型的燃油耗量的同時保障動力不降低，所以，在以往閉缸技術僅僅被用于大排量車型中。目前，應用最為普遍的閉缸技術為油氣雙斷的方式，若是具體到四缸發動機機型上，其運行的機制為，先停止1與3缸的油和氣，使其他缸體繼續運作，該種運行機制主要為了更好解決發動機在閉缸狀態下的動平衡與缸體問題。不過，怎樣完成氣缸的開閉操作，各個廠商當前的解決措施各不相同，例如，使用電子氣門結構的寶馬Valvetronic，主要是在進氣門上增設獨立的伺服電機與渦輪蝸桿結構來操控進氣門的開啟與閉合。克萊斯勒是通過液壓挺桿結構來實現對氣門的獨立控制，使得氣門的升程能夠調整，以此達成開啟與閉合氣缸的目的。

4結束語

目前，人們在環保方面的意識逐漸增強，意識到了人與自然和諧共處的重要性，不僅促使人們的生活質量得到了提升，也推動著汽車的發展建設朝著節能環保的方向邁進。把閉缸技術用于汽車發動機中，使得發動機的節能程度進一步加強，使其耗油量大幅下降，促使汽車漸漸發展成節能發展的中堅力量。

參考文獻

[1] 段景輝.汽車發動機節能技術探究[J].內燃機與配件，2019（16）：19-20.

[2] 張亮，史忠科.相變儲能技術在汽車節能中的應用進展[J].化工學報，2018，69（S2）：17-25.

[3] 劉博.汽車節能中發動機新技術與車身新材料的應用[J].南方農機，2017，48（19）：143-144.