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文| 車突突
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大家都知道
如今小排量發動機很牛掰
比如PSA的1.2T發動機
最大功率為100kW，最大扭矩為230N·m
比1.8L自然吸氣發動機還強勁
本田CR-V和思域搭載的1.5T發動機
雖然頻頻被吐槽機油增多
但賬面數據看
其最大功率142kW，最大扭矩243N·m
比自家2.4L發動機更強大
就連一些豪車也對它們著了魔
比如奔馳A級、CLA使用了1.6T發動機
奧迪A3、Q3、A4L使用1.4T發動機
寶馬3系、X1，甚至超跑i8
竟然使用了1.5T發動機！
它們如此盛行是因為它們的優勢很明顯
動力強勁、經濟省油、結構緊湊……
所以越來越多的車子 搭載小排量渦輪增壓發動機
就像日用品那樣常見
就連奔馳也開發了排量更小的發動機
它採用四缸結構，排量為1.4T
最大功率為121kW，最大扭矩為250N·m
是不是比2.0L自吸氣發動機還給力？
此外，本田、福特、通用等外國車企
以及長安、風神、上汽等自主車企
都推出了排量更小的1.0T發動機
那麼為何這些發動機排量這麼小
動力卻如此強呢？
這就和它們採用的諸多黑科技密切相關
– 1.渦輪增壓 –
這些發動機最本質的區別就是
在排氣歧管後方有一個硬幣大小的 渦輪
它有渦輪和泵輪兩個部分
渦輪與排氣歧管聯通
泵輪與進氣歧管聯通
在發動機廢氣的推動下
渦輪帶動泵輪飛速旋轉
渦輪又推動空氣高速流轉
這就像風扇一樣
電動機帶動扇葉做圓周運動
炎熱夏天讓人倍感舒爽
在有限的空間下讓空氣高速流轉
它的密度就變得越來越大
壓力也變得越來越大
經過壓縮的空氣最終被“壓”進發動機汽缸
就像給氣球充氣一樣
並且氧氣密度更大、含量更高
更多的氧氣就促進汽油充分燃燒
消耗相同單位的汽油就可以獲得更多動力
汽車的續航里程就更長、經濟性更好
採用渦輪增壓的發動機
就可以在單位時間裡噴入更多汽油
發揮出更強的動力
所以渦輪增壓發動機功率更大、扭矩更強
– 2.電子洩壓閥 –
渦輪增壓的好處有目共睹
不過它也有缺點
發動機轉速越高渦輪的轉速越高
通常可達每分鐘十幾萬轉
看著就讓人眼暈
空氣的壓力也會變得越來越大
氣壓太高還容易產生“過氧”現象
降低油耗、生提升動力就不那麼明顯了
這個問題曾經困擾著很多發動機工程師
這就像人們天天吃大魚大肉會得“三高”
突然從霧霾嚴重的帝都到了北歐會“醉氧”
嗯，物質豐富也不見得是個好事情
這時候就要考慮壓力平衡問題
於是 洩壓閥 應運而生
它可以在壓力過大的時候自動打開
排出一部分壓縮空氣降低壓力
不過傳統洩壓閥只在固定的壓力下打開
對壓力的控制沒有那麼精確
就限制了渦輪增壓器的工作效率
所以工程師就想到了用計算機控制
計算機可就聰明、精準多了
可以根據發動機負荷、 油門踏板力度等
自動調節洩壓閥開啟或關閉
讓進氣壓力始終處於最佳狀態
方便噴油器合理控制燃料噴射
發動機的經濟性得到再次提升
看來智能化必將改變人們出行
– 3.缸內直噴 –
渦輪增壓和電子洩壓閥
可以更精準的控制進入發動機的空氣
但還要想辦法提高汽油的霧化效率
以及精準控制噴油量
才能充分發揮每一滴汽油的效能
所以 缸內直噴 技術就應運而生了
它以10MPa以上的壓力工作
大約是空氣壓力的100倍
用這樣的壓力將汽油直接噴入汽缸
汽油會迅速充分霧化
燃燒效率就提高了很多
並且它還有很多優點
和進氣管噴射相比
免去了節氣門積碳問題
和歧管噴射相比
更利於控制噴油量
不過另外一個問題也來了
缸內直噴一不小心可能會過頭
比如本田1.5T發動機採用側置缸內直噴
汽油會被噴到對面汽缸壁上
進而進入曲軸箱，造成機油乳化
機油乳化可是嚴重的發動機缺陷哦！
– 4.平衡軸 –
而要說小排量發動機的優勢
氣缸數更少、結構緊湊等也都不得不提
更少的氣缸意味著同一時間噴射的燃油更少
更緊湊的結構意味著發動機更輕巧
不過它們也有劣勢
通常比V6、V8發動機的抖動明顯很多
尤其是3缸發動機
就像是閹割版的V6發動機
運轉起來一個“ 抖 ”字了得
都說男搭女配，幹活不累
所以工程師就想了個小妙招
給發動機配上一個小秘書
它的名字很特別也很直觀
平衡軸
它利用偏心重塊產生的反向慣性力
抵消活塞運動時產生的振動
都說女人能頂半邊天
看完這個我信了！
– 5.閉缸技術 –
為了降低V6、V8發動機的油耗
工程師曾想出了一個辦法
在勻速巡航這樣低負荷工作狀態時
給其中的一部分汽缸放個假
在其他汽缸工作時適當休息一下
這樣噴射的汽油就減少一半
大幅降低了燃油消耗
如上述
氣缸數少也是小排量發動機的優點之一
但或許你也不知道
它們的氣缸數還可以更少
排量也可以更小
如今有些4缸甚至3缸發動機也使用了 閉缸技術
在輕負荷工況或者高速巡航時
發動機可以在毫秒級關閉1個或2個汽缸
瞬間變成一台兩缸摩托車發動機
雖然會犧牲一部分NVH性能
但可以實實在在節省汽油
用摩托車發動機推動汽車
很神奇有木有？
除此之外
小排量渦輪增壓發動機上的新技術還有很多
比如有些機型還配備
可變排量機油泵
可以在低負荷狀態時
降低機油泵功率
減少發動機功率消耗
比如 雙VVT技術
同時控制進氣和排氣氣門升程和打開時間
有效控制進氣和排氣效率
提高燃燒效能
比如 集成式氣缸蓋 、 塑料進氣歧管 等
都可以大幅降低發動機自重
優化整車重量
進一步減少燃油消耗
總之， 這些黑科技都是為
提高燃燒效率、提升動力水平、降低燃油消耗
服務的
未來的汽車發動機會越來越強勁
也越來越省油、環保
那麼你家車上都用了哪些？
