积少成多——发动机节油的奥秘

来源: 果壳

发布日期: 2014-08-27

本文详细介绍了发动机节油的多种技术,包括连续可变气门正时技术、活塞轻量化、变排量机油泵和DLC类金刚石涂层气门挺柱,这些技术共同作用,显著提升了发动机的燃油经济性。

一个省油的发动机、一个空间够大的驾驶室和一个中意的外观,这似乎是大多数中国人购买汽车时最关注的三件事。在挑选发动机乃至整个动力总成的配置时,大多数的中国人也更倾向于选择良好的燃油经济性,而不是动力性。想必你也经常能够看到身边的朋友在不同排量级别的车型中左挑右选、绞尽脑汁,最后看一眼“稳定”的油价,再看一眼自己同样“稳定”的收入,默默地把头转向1.6L、1.4L的小排量车型上。

如何降低汽车的油耗以获得消费者的青睐(虽然通常都打着节能环保的旗帜),一直都是汽车产业不变的主题。

查阅一些资料,比对一些不同排量发动机的百公里油耗,我们就能发现,上面问题的答案显而易见——不是。在快速的产品迭代过程中,越来越多的汽车厂商似乎都热衷于做相同的一件事情——更强的马力、更大的排量,但是,更低的油耗。汽车工程师们是如何精打细算,通过改良每一个细节来让他们设计出的发动机一滴一滴地将燃油节省下来的呢?让我们敲开发动机坚硬的外壳,细数一下这些为了节油而诞生的技术。

1、连续可变气门正时技术(CVVT)四冲程汽油发动机工作时,进气门在上止点之前打开,在下止点之后关闭;排气门在下止点之前开启,在上止点之后关闭。由于在上止点处,进气门提前打开而排气门延迟关闭,会导致进排气门同时开启一段时间,这段时间称为气门重叠,在图中所对应的角度叫做气门重叠角。

气门重叠时,进气门提前打开使得进入缸内的新鲜可燃混合气数量增加,并驱赶残余的废气通过排气门排出,这对发动机的性能有着巨大的影响。

2、活塞轻量化可燃混合气在气缸内燃烧推动活塞,再经由活塞连杆组,带动曲轴高速旋转从而向外输出动力。车辆正常行驶时,燃料在缸内燃烧推动活塞作往复运动。活塞轻量化处理后,质量减轻,燃料燃烧产生的能量转化为活塞动能的部分也相应减少,从而达到了节省燃油的目的。此外,轻量化活塞的惯性阻力降低,车辆加速时的响应也变得更快。

3、变排量机油泵机油泵是发动机润滑系统中重要的部件,由曲轴直接或间接带动,将机油强制压送到需要润滑的零件表面。当发动机转速升到较高时,高速转动的曲轴迫使机油泵中的机油油压升高,高压机油从泄压阀流出。这些泄掉的机油携带着动能,悄悄地浪费着发动机的功率。

4、DLC类金刚石涂层气门挺柱凸轮轴转动时,凸轮与气门挺柱发生相对滑动,气门挺柱的表面粗糙度和润滑情况直接影响到凸轮轴转动的摩擦阻力以及配气机构的使用寿命。DLC(Diamond-Like Carbon)类金刚石涂层,其显微硬度大于20N/mm²,表面摩擦系数约为0.02-0.1。

凸轮轴和气门挺柱使用寿命显著增加的同时,有效减小了凸轮与气门挺柱间的摩擦阻力,减少了克服摩擦力做的功,达到了节油的效果。

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