純電汽車和飆升油價，讓如今的燃油車壓力倍增，畢竟綠牌插電式混動車如今都能做到5L／100km的虧電油耗，一線大廠再不拿出點硬核干貨，藍(lán)牌車真的要被“拍死在沙灘上”了。在此背景下，一線大廠都開始通過全新技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步壓榨內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率，站在2022年這個時間點，各品牌新推出的產(chǎn)品究竟有哪些核心技術(shù)才算夠先進(jìn)，夠高級呢？
●歧管電噴、缸內(nèi)直噴、高滾流比進(jìn)氣道
▲應(yīng)用車型：豐田凱美瑞、大眾邁騰、奇瑞瑞虎8
燃油噴射技術(shù)一直是節(jié)能減排的核心命題，從世紀(jì)初的化油器噴射，到后來的歧管電噴技術(shù)，再到如今的高壓共軌直噴技術(shù)，內(nèi)燃機(jī)供油技術(shù)也就發(fā)展了20年，但卻前后迭代了起碼五次。
博世350Bar共軌直噴
面對國六b排放指標(biāo)，目前國內(nèi)主流渦輪增壓發(fā)動機(jī)都將缸內(nèi)共軌直噴系統(tǒng)噴射壓力提高了350Bar，噴射孔洞也增加到5－6個，還支持在一次循環(huán)中多次噴射，這可以帶來更精細(xì)的燃油霧化，從而更充分和空氣混合，火花塞點火后燃燒更充分，殘留更少，從而充分利用汽油。
大眾雙噴系統(tǒng)
而在共軌直噴的基礎(chǔ)上，像豐田M20／A25系列、大眾EA888（低功率版本）既有共軌直噴，也還保留了歧管電噴裝置。這樣做的好處是，行車電腦可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)速／負(fù)載工況主動調(diào)整噴射方式，選擇缸內(nèi)噴射或歧管噴射，或者兩者都有，使得發(fā)動機(jī)兼顧低圧縮比的動力爆發(fā)和高壓縮比的高效燃燒。
進(jìn)氣滾流優(yōu)化
另外值得一提的是，供油技術(shù)和進(jìn)氣技術(shù)是分不開的，豐田的2．0L／2．5L、奇瑞的1．6T／2．0T、一汽紅旗的2．0T／3．0T還在直噴技術(shù)的基礎(chǔ)上采用更高效的高滾流比進(jìn)氣道設(shè)計，搭配優(yōu)化設(shè)計的“凹”形活塞頂部，可以讓空氣和汽油進(jìn)入Masking燃燒室后更充分混合，進(jìn)一步提高燃效。
●VGT可變截面渦輪、電控渦輪泄壓閥、電動渦輪增壓器
▲應(yīng)用車型：比亞迪漢DM－i／p、WEY拿鐵DHT、北京汽車魔方
廢氣渦輪增壓器是目前小排量發(fā)動機(jī)的必備技術(shù)，甭管國產(chǎn)／合資／進(jìn)口都有廣泛應(yīng)用，不會稀釋發(fā)動機(jī)功率，且基本沒有可靠性方面的問題。不過，這種進(jìn)氣增壓方式畢竟是受內(nèi)燃機(jī)排氣量控制的，如果配大口徑的渦輪，高轉(zhuǎn)增壓效果好，但因為慣量大，響應(yīng)會偏慢；如果配小口徑的渦輪，跟隨排氣量的轉(zhuǎn)速響應(yīng)是快了，但高轉(zhuǎn)帶來的增壓效果差很多。
VGT可變截面渦輪增壓器
VGT可變截面渦輪增壓器一舉兩得解決廢氣渦輪增壓器的這種問題，這種技術(shù)在比亞迪DM－i和長城DHT的1．5T混動專用發(fā)動機(jī)上有應(yīng)用。它在排氣渦輪葉扇末端增加了多個可變角度的葉片設(shè)計。發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時讓排氣從更小的端口進(jìn)入渦輪，氣體流速高，自然推動力更大，反應(yīng)也更快；而在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時，葉片會增大角度讓更多排氣“吹入”廢氣葉扇，排氣背壓減小，更順暢，且能獲得更高功率轉(zhuǎn)速的進(jìn)氣增壓，從而提高整機(jī)爆發(fā)力。
除了主動改變廢氣渦輪的A／R值外，電控渦輪泄壓閥的出現(xiàn)也實現(xiàn)了對進(jìn)氣增壓的更精準(zhǔn)控制，簡單說就是，進(jìn)排氣什么時候泄壓，進(jìn)氣在什么工況下該保持多大壓力，都可以由行車電腦主動控制，這是老的真空泄壓閥做不到的。
電控泄壓閥
奧迪的電驅(qū)渦輪增壓器
如果技術(shù)更近一步的話，那就得是奧迪、奔馳使用的電動渦輪增壓器了，這項技術(shù)基本都是和廢氣渦輪增壓器組合使用，選擇用一臺高轉(zhuǎn)速電機(jī)帶動渦輪葉片給進(jìn)氣或排氣增壓，可以在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)時強(qiáng)制為進(jìn)氣提供更高壓力。當(dāng)然，這項技術(shù)是目前六缸／八缸的性能車才有待遇，例如剛出的AMG ONE上的1．6T V6引擎，要普及到家用車上恐怕還早得很。
●CVVT可變氣門正時、米勒循環(huán)、阿特金森循環(huán)
▲應(yīng)用車型：大眾邁騰、WEY摩卡、長安CS75PLUS、紅旗H9
連續(xù)可變氣門正時目前已經(jīng)是汽車發(fā)動機(jī)的基本操作，也是國五／六排放的基本操作，但大部分車目前還都是傳統(tǒng)的奧托循環(huán)四沖程設(shè)計，即壓縮比和膨脹比相同。
連續(xù)可變氣門正時
為進(jìn)一步提高燃燒膨脹動能的利用率，不少廠商開始通過可變氣門正時系統(tǒng)對進(jìn)氣門開閉相位的精準(zhǔn)控制，從而模擬米勒循環(huán)或阿特金森循環(huán)，這項技術(shù)目前在很多大眾EA888、長城4N20、長安藍(lán)鯨2．0T發(fā)動機(jī)上出現(xiàn)。
米勒循環(huán)是在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣沖程快結(jié)束時，提前關(guān)閉進(jìn)氣氣門阻斷進(jìn)氣，而后面的壓縮／做工／排氣沖程是奧拓循環(huán)的流程，這樣一來，燃?xì)獾膲嚎s比就會小于的膨脹比，從而提高汽油利用率，一般出現(xiàn)在帶渦輪增壓器的機(jī)型上。而像豐田2．0L／2．5L這樣的自吸發(fā)動機(jī)，雖然也命名為米勒循環(huán)（其實應(yīng)該叫阿特金森循環(huán)），但卻選擇在進(jìn)氣沖程結(jié)束后，延遲進(jìn)氣氣門關(guān)閉，這樣吸入的空氣就會有一部分被壓回進(jìn)氣歧管，同樣也能起到壓縮比小于膨脹比的目的。
因為是通過可變氣門正時系統(tǒng)控制的壓縮比，所以米勒循環(huán)／阿特金森循環(huán)基本都是這類發(fā)動機(jī)的一種工作方式，在有更高動力需求時，發(fā)動機(jī)也可以切回奧拓循環(huán)模式，即雙循環(huán)技術(shù)或者叫可變壓縮比技術(shù)。而如果是卡羅拉雙擎、雅閣銳混動、漢DM－i這種混動車，因為發(fā)動機(jī)沒有高功率需求，所以全程都會以高壓縮比的米勒循環(huán)（阿特金森循環(huán)）運(yùn)行，從而使發(fā)動機(jī)穩(wěn)定在高熱效率的運(yùn)行狀態(tài)。
●CVVL可變氣門升程控制、可變缸技術(shù)
▲應(yīng)用車型：哈弗H6、本田冠道、凱迪拉克CT6、奔馳A級
可CVVT通過靈活的凸輪齒輪系統(tǒng)改變氣門開閉相位不同，CVVL可變氣門升程改變的是氣門開閉的大小，這項技術(shù)需要特制的凸輪軸系統(tǒng)，我們熟悉的本田i－VTEC就是其中最具代表性的案例。
以本田的K20C 2．0T發(fā)動機(jī)為例，其排氣側(cè)就配備了可變氣門升程控制，凸輪軸上有兩套凸輪，在高沖程模式時，排氣氣門可以開啟更大角度，讓高轉(zhuǎn)狀態(tài)下的高速排氣可以迅速排出燃燒室，提高轉(zhuǎn)速響應(yīng)，增大爆發(fā)力。除此之外，完全體的i－VTEC在進(jìn)排氣兩端都配有可變氣門升程，大角度的進(jìn)氣凸輪也可以提高進(jìn)氣效率，適用于更高轉(zhuǎn)的用車場景，例如思域TYPE R上的K20A 2．0T發(fā)動機(jī)。
在可變氣門升程的基礎(chǔ)上，通用和奔馳還衍生出了零升程的可變缸技術(shù)，可以讓發(fā)動機(jī)從四缸變成雙缸。所謂可變缸，就是在雙缸模式下讓中間兩個氣缸的凸輪切入零升程，甭管凸輪軸怎么轉(zhuǎn)，搖臂都不會頂開氣門，從而實現(xiàn)關(guān)閉進(jìn)排氣，再配合同時關(guān)閉的供油系統(tǒng)，就可以讓活塞在氣缸內(nèi)空轉(zhuǎn)，類似于“空氣彈簧”，自然也能大幅降低油耗，當(dāng)然，功率輸出也會明顯降低，因而只會在低功率需求的巡航狀態(tài)才會用到雙缸模式。
●總結(jié)：
得益于乘用車越來越徹底的電氣化改造，整車的動力需求已經(jīng)可以用電驅(qū)系統(tǒng)彌補(bǔ)，所以內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)全面偏向燃油經(jīng)濟(jì)性，包含配氣、供應(yīng)、冷卻、潤滑在內(nèi)上述各項技術(shù)基本都是為省油服務(wù)的。當(dāng)然，我們也需要清醒認(rèn)識到，目前汽車用的往復(fù)式四沖程活塞發(fā)動機(jī)，能達(dá)到40％－45％的最高熱效率已經(jīng)是一線水平，再多的黑技術(shù)支持頂多也只能將其壓榨到50％，相比于95％以上能量轉(zhuǎn)化效率的純電驅(qū)動（永磁同步電機(jī)），確實被按在地上摩擦。長遠(yuǎn)來看，汽車內(nèi)燃機(jī)還得和電驅(qū)系統(tǒng)合作才能長久地活下去，像HEV油電混動、PHEV插電式混動這種技術(shù)方向變革帶來的省油效果，要比上述在內(nèi)燃機(jī)本身花功夫要高效得多。
原文標(biāo)題 : 2022年了 發(fā)動機(jī)得有什么東西才算高級？
