Tula斷缸技術(shù)顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)效能

你是否駕駛過(guò)單缸運(yùn)轉(zhuǎn)，或者七個(gè)氣缸工作的車輛呢?體驗(yàn)過(guò)的車友都會(huì)對(duì)僅有單數(shù)氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生濃厚的興趣。一項(xiàng)源于2008年名為Tula技術(shù)的科技創(chuàng)新為排量5.3升的GMC Yukon車型帶來(lái)了一款全新發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用了斷缸技術(shù)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，真正工作的氣缸數(shù)可以自助調(diào)整。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配了一款享有專利認(rèn)證的控制器，幫助及時(shí)關(guān)閉和打開(kāi)每一個(gè)單獨(dú)的氣缸;發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄每旋轉(zhuǎn)90度，控制器判斷需要點(diǎn)燃哪些氣缸中的燃油混合氣，以便滿足駕駛員對(duì)動(dòng)力扭矩的需求，同時(shí)避免讓人感到不適的動(dòng)力系統(tǒng)和車身抖動(dòng);控制器還控制著同一氣缸兩次引燃之間的時(shí)間間隔，目的在于有效地防止氣缸體溫度出現(xiàn)大幅度下降。發(fā)動(dòng)機(jī)斷缸技術(shù)的基本原理聽(tīng)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是如果沒(méi)有近期加工工藝水平的提升，這種想法還是難以轉(zhuǎn)化成實(shí)用產(chǎn)品。

在EPA(美國(guó)環(huán)境保護(hù)署)城市工況下，Tula發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的氣缸平均數(shù)為2.4個(gè)，公路工況下2.5到4個(gè)不等，相比于傳統(tǒng)的全時(shí)八缸運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，采用斷缸技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)效能提升了15%到18%。因?yàn)樯倭繗飧渍＿\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣門的開(kāi)度會(huì)增大，另外不工作的氣缸充當(dāng)了空氣彈簧的作用，所以斷缸技術(shù)大幅降低了泵氣損失。斷缸技術(shù)給人留下更深刻印象的要數(shù)研發(fā)制造成本，因?yàn)橄嚓P(guān)硬件已經(jīng)非常成熟實(shí)用，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行提升花費(fèi)的錢財(cái)要遠(yuǎn)低于柴油電能混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)投入。

當(dāng)那些試駕過(guò)搭載斷缸技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的車友看到每個(gè)氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)圖譜后，都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在絕大多數(shù)工況下各氣缸之間的平滑過(guò)渡感到震驚。整套系統(tǒng)在變速箱處于一檔以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于900轉(zhuǎn)/分鐘的時(shí)候不會(huì)發(fā)揮作用，因?yàn)檫@些狀況下缺少驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)的機(jī)油壓力;轉(zhuǎn)速超過(guò)3800轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，節(jié)氣門已經(jīng)完全打開(kāi)，很難從中節(jié)省燃油，因此斷缸系統(tǒng)也不會(huì)工作。

當(dāng)車輛穩(wěn)定在70英里/小時(shí)的速度下行駛時(shí)，往往需要有5到6個(gè)氣缸同時(shí)工作，所以發(fā)動(dòng)機(jī)可以選擇4到8個(gè)氣缸調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)的模式;當(dāng)車速只有30英里/小時(shí)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸偶爾會(huì)同時(shí)停止工作，動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的平順性受到影響。

傳統(tǒng)的座式發(fā)動(dòng)機(jī)支架得到保留，而變矩器和傳動(dòng)裝置受到專利的保護(hù)，Tula控制器無(wú)權(quán)對(duì)其進(jìn)行改造，所以通過(guò)增加變矩器滑轉(zhuǎn)和強(qiáng)制變速箱降檔減少車身震動(dòng)以及進(jìn)一步節(jié)省燃油的做法不被允許，導(dǎo)致了Tula發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有對(duì)進(jìn)氣共振和噪音消除采用任何改進(jìn)措施，這也引來(lái)了試駕車友們的陣陣微詞。除此之外，Tula發(fā)動(dòng)機(jī)還有一個(gè)很有意思的特征：車輛滑行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸停止工作，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

應(yīng)用Tula技術(shù)后，燃油節(jié)省最明顯的是八缸發(fā)動(dòng)機(jī)，仿真結(jié)果顯示1.8升四缸發(fā)動(dòng)機(jī)效能提升8%到10%，而六缸發(fā)動(dòng)機(jī)最大提升15%。實(shí)驗(yàn)的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用了渦輪增壓直噴技術(shù)，與Tula斷缸技術(shù)完美搭配，做到更近一步減少工作氣缸數(shù)量。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有節(jié)氣門裝置，但是對(duì)低負(fù)載下的燃油消耗實(shí)現(xiàn)更好的管控能夠額外提高3%的效能，對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)貨車輛還是有著不小的潛在吸引力。

從現(xiàn)在的狀況看來(lái)，對(duì)所有搭載V8發(fā)動(dòng)機(jī)的皮卡和SUV采用Tula斷缸技術(shù)可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。