闭缸技术在汽车发动机节能中的应用与研究

刘文彬

摘 要 传统的发动机节能是在排量不变的基础上从提高进气率、提高机械效率、调整压缩比及提高循环热效率等方面着手，鲜少有从发动机排量方面考虑的，而闭缸技术就是一种变排量的发动机节能技术。通过对当下广泛采用的发动机类型，比如：柴油机、普通汽油机、汽油缸内直喷、汽油机闭缸技术及汽油混合动力发动机进行比较，汽油机闭缸技术节油效果显著。

关键词 闭缸技术;汽车;发动机;节能;应用

目前，因为科技水平的提升与人们环保意识的加强，汽车和发动机的主要研发方向为节能低耗，可以预见，在不久的将来，高效能、低排放的发动机即将成为汽车行业的主流产品。应用闭缸技术能够显著降低汽车排量，减少节气门的损耗，可以大幅提升燃烧室的容积率，并降低其燃料消耗量。将闭缸技术应用于汽车发动机中，不仅能够让发动机在运行过程中实现低油耗、高经济性的目标，同时也能够满足绝大部分用户对于汽车大负荷工作状态下的动力需求。

1汽车发动机发展趋势

由汽车发动机的当前发展状况可以得知，相较以往旧式的发动机，当前其依然获得了较大的进步。分析发动机的具体发展状况，其发展趋势主要为节能、环保型发动机的研发及运用。依照全世界范围的汽车市场发展趋势来看，汽车发动机也是不断地沿着节能与环保的方向迈进。而绿色发动机的研发不仅能够实现人与自然的和谐共存，并且也是缓解日益突出的环境问题的关键措施。此外，新能源市场目前的发展势头也较为良好，未达成可持续发展的目标，环保已然成为全球各个国家达成共识的重要发展原则，而且在实际市场中，燃油发动机的替代性措施也随着各种新兴先进技术的出现而越来越多，推动着汽车向着新能源的方向逐渐迈进，其中汽车行业中最为常用的新能源有氢能源、太阳能以及燃料电池等，而这些新能源汽车均具备发动机废气排放量低的特征，节能减排降耗的目的就此得以实现[1]。

2闭缸技术应用于汽车发动机节能中的原理

闭缸技术就是指在发动机正常运转中根据当前工况自动关闭 1-2 个甚至是更多的气缸，以此来达到减缸降低油耗的目的。当前，较为经典的三类发动机闭缸技术如下：①断油不断气。该技术主要是对发动机的缸体实行断油，不过并不会使得此缸体进气停止，但是此技术的应用会导致发动机在处于低负载状态下出现“泵气损失”，从而引起动力消耗，目前，此技术已经逐渐被市场淘汰;②油气双断。此技术当前使用较为普遍，是主流闭缸技术，该技术的应用使得发动机在低负载阶段出现泵气损失的难题得到了解决。当前使用闭缸技术的汽车大部分都有应用此技术，然而此技术却并非是效果最理想的闭缸技术，例如，在闭缸状态下可能会因为气缸工作不均衡而导致缸体产生变形的问题，从而需要利用辅助温控技术来操控发动机缸体温度或是调整闭缸时间，若非如此，问题便无法得到有效处理;③基于停油且停气的条件下，再将废气导入停缸的气缸内，通过此措施来保证热平衡。此项技术从理论上分析，可谓是闭缸技术的最优应用方案，不过在技术上的难度极大[2]。

3闭缸技术发动机在具体车型中的应用

自从国内微机自控汽车局部闭缸节油设备研发问世以来，最先将其用于实践的是国内自行研发的解放牌汽车，在那个时期的改装费用不高，仅仅需要支出一千元左右的成本，便能够以汽车四大件作为基础实行改造。在当时，我国节油技术已然获得了初期的成就，能够把燃油消耗量降低为原先的十分之八，这便代表着，在经济迅猛增长的当时，改造后的汽车至少能够节省下2吨的燃油使用量，使得改造成本能够迅速回收。

而且，该时期市面上的汽车普遍存在冒黑烟的问题，而在进行改造以后，冒黑烟的问题便得到了顯著缓解，从某一层面上可谓是为环境污染问题起到了重要的作用。该项技术在其后也在持续发展革新着，经过实地研究考察当时我国市场占有率较高的几个汽车生产商之后，依照不同汽车所具备的特征，在通过针对性的调整以后，使得此技术也可以用于东风牌汽车之中，而在当时，国内的汽车品牌主要是由解放牌与东风牌组成，且数量高达将近90万两，在对50万两汽车实行改造以后，每年能够节省下来的汽油量更是高达90万吨，若是以当时的市场价格作为参考，每一吨汽油价格为800元，则每年能够减少7.2亿元的汽油成本费用，不仅极具经济效益，而是闭缸技术应用于汽车发动机节能中的一个极为成功的实际案例，同时也为此后的闭缸技术的发展提供了丰富经验[3]。

在其后的几十年内，闭缸技术的应用更为普遍，且随着经济的持续进步，购置私家车的家庭越来越多，而当我国车辆耗油量高于世界前列时，节能减排的需求也就越发强烈。闭缸技术不只是局限于大型运输车辆，也渐渐被用于各类民用车辆，每个汽车生产制造商都开始按照自己生产车辆的特性，对闭缸循环技术进行了改进，把闭缸技术融入于汽车发动机中。

在最初，闭缸技术的使用目的十分纯粹，即为降低大排量车型的燃油耗量的同时保障动力不降低，所以，在以往闭缸技术仅仅被用于大排量车型中。目前，应用最为普遍的闭缸技术为油气双断的方式，若是具体到四缸发动机机型上，其运行的机制为，先停止1与3缸的油和气，使其他缸体继续运作，该种运行机制主要为了更好解决发动机在闭缸状态下的动平衡与缸体问题。不过，怎样完成气缸的开闭操作，各个厂商当前的解决措施各不相同，例如，使用电子气门结构的宝马Valvetronic，主要是在进气门上增设独立的伺服电机与涡轮蜗杆结构来操控进气门的开启与闭合。克莱斯勒是通过液压挺杆结构来实现对气门的独立控制，使得气门的升程能够调整，以此达成开启与闭合气缸的目的。

4结束语

目前，人们在环保方面的意识逐渐增强，意识到了人与自然和谐共处的重要性，不仅促使人们的生活质量得到了提升，也推动着汽车的发展建设朝着节能环保的方向迈进。把闭缸技术用于汽车发动机中，使得发动机的节能程度进一步加强，使其耗油量大幅下降，促使汽车渐渐发展成节能发展的中坚力量。

参考文献

[1] 段景辉.汽车发动机节能技术探究[J].内燃机与配件，2019（16）：19-20.

[2] 张亮，史忠科.相变储能技术在汽车节能中的应用进展[J].化工学报，2018，69（S2）：17-25.

[3] 刘博.汽车节能中发动机新技术与车身新材料的应用[J].南方农机，2017，48（19）：143-144.