發(fā)動(dòng)機(jī)小型化相關(guān)節(jié)能減排技術(shù)解析
從整車廠和零部件供應(yīng)商在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新來看，小型化發(fā)動(dòng)機(jī)早已成為各家追逐的焦點(diǎn)。相對(duì)而言，更小的、功率密度更大的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠降低摩擦損失，從而提升整車燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，在中國(guó)1.6L及以下小排量發(fā)動(dòng)機(jī)還能享受購(gòu)置稅減半的優(yōu)惠政策。
何為發(fā)動(dòng)機(jī)小型化？
發(fā)動(dòng)機(jī)小型化即通過減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量或減少氣缸數(shù)量，在提高燃油效率的同時(shí)減少尾氣和溫室氣體排放。全球排放法規(guī)和不斷提高的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)推動(dòng)著傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)向著小型化的路線發(fā)展。目前，這項(xiàng)技術(shù)被整車廠廣泛應(yīng)用于輕型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中。有測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)小型化可以提升20%到30%的燃油效率?！ ?/p>
然而在降低油耗和排放量的情形下，小型化發(fā)動(dòng)機(jī)如何在實(shí)際行駛過程中保證其動(dòng)力性能不被削弱？此前，蓋世汽車針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化問題做過一期業(yè)界調(diào)查《發(fā)動(dòng)機(jī)小型化趨勢(shì)明顯動(dòng)力性能表現(xiàn)成市場(chǎng)痛點(diǎn)》。結(jié)果表明，業(yè)界對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化最大的疑問在于其動(dòng)力性能是否足夠強(qiáng)勁，這也是影響小型化發(fā)動(dòng)機(jī)在終端市場(chǎng)表現(xiàn)的根本原因。關(guān)于制約發(fā)動(dòng)機(jī)小型化市場(chǎng)表現(xiàn)的因素，蓋世汽車將在后期的專家訪談中深入講解，本篇不做過多贅述。
發(fā)動(dòng)機(jī)小型化相關(guān)技術(shù)
更少氣缸數(shù)的更小型的發(fā)動(dòng)機(jī)之所以成為可能，離不開渦輪增壓技術(shù)、汽油直噴技術(shù)、可變氣門正時(shí)等關(guān)鍵零部件技術(shù)作保障。下面將簡(jiǎn)要解析這些技術(shù)的工作原理，并分析各項(xiàng)技術(shù)的存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。
渦輪增壓技術(shù)
渦輪增壓（Turbocharger）是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排放出的廢氣沖擊渦輪來壓縮進(jìn)氣，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和燃油效率。
眾所周知，燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)燃需要氧氣，氧氣越多燃燒越充分，發(fā)動(dòng)機(jī)工作也就越好。渦輪增壓作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一種進(jìn)氣形式，其主要作用就是壓縮空氣，提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，讓車子更有勁。同時(shí)，使燃油燃燒更加充分，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。
一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來說，經(jīng)過增壓之后，動(dòng)力可以達(dá)到2.4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，但是耗油量要比1.8L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)稍高。
優(yōu)勢(shì)：
1、擁有良好的加速持續(xù)性，后勁十足。最大扭矩輸出的轉(zhuǎn)速范圍寬廣，扭矩曲線平直?！?/p>
2、提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低尾氣排放。
3、利用廢氣的能量，不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力?！?/p>
劣勢(shì)：
1、平順性有待提升，低速時(shí)渦輪不能及時(shí)介入，有一定的滯后性。渦輪遲滯、動(dòng)力輸出不線性是渦輪增壓最大的缺點(diǎn)。
2、使得整個(gè)系統(tǒng)溫度提高，需要額外解決高熱影響。為解決高熱影響，需要使用耐高溫抗氧化的冷卻和潤(rùn)滑介質(zhì)，加裝冷卻器等。
3、后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高。
因此，在使用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，需要著重考慮發(fā)動(dòng)機(jī)油品的挑選和換油周期。渦輪增壓器中的關(guān)鍵軸承需要用發(fā)動(dòng)機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑，用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)行冷卻。絕大多數(shù)設(shè)計(jì)都允許發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液泵在熱停車后再持續(xù)工作幾分鐘，用來為渦輪護(hù)蓋降溫。由于渦輪是由發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣所驅(qū)動(dòng)的，因此渦輪護(hù)蓋可能會(huì)變得紅熱。此外，由于機(jī)油都有其既成的流動(dòng)路徑，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，機(jī)油就會(huì)經(jīng)由這些流道排空。如果沒有適當(dāng)?shù)睦鋮s和排空，軸承上的發(fā)動(dòng)機(jī)油就會(huì)燃燒（焦化），變成焦油，阻塞機(jī)油的流道，從而導(dǎo)致渦輪出現(xiàn)災(zāi)難性的故障?！ ?/p>
汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)
缸內(nèi)直噴，顧名思義就是直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與空氣混合的技術(shù)。與傳統(tǒng)歧管噴射的意義不同，缸內(nèi)直噴將噴射壓力更進(jìn)一步提高，使燃油霧化更加細(xì)致，真正實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)地按比例控制噴油并與進(jìn)氣混合，同時(shí)消除了缸外噴射的缺點(diǎn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速低載荷時(shí)，延遲噴射，在活塞進(jìn)行壓縮沖程最后階段時(shí)噴射，利用空氣渦流，使燃油聚集在火花塞附近，分層燃燒實(shí)現(xiàn)節(jié)油的目的，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上去，載荷上去時(shí)，還是要提前噴射，在吸氣沖程就將燃油噴射進(jìn)去，使油氣均勻混合燃燒。
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