可变排量

可变排量是一种汽车发动机技术，通常通过停用气缸来改变发动机排量，以提高燃油经济性。该技术主要用于大型多缸发动机。自 2005 年起，许多汽车制造商都采用了这项技术，尽管这一概念在此之前已经存在了一段时间。

气缸停用用于减少内燃机在轻载运行期间的燃料消耗和排放。在典型的轻载驾驶中，驾驶员仅使用发动机xxx功率的 30% 左右。在这些情况下，节气门几乎关闭，发动机需要工作以吸入空气。这会导致效率低下，称为泵送损失。一些大容量发动机在轻载时需要大量节流，以至于上止点的气缸压力大约是小型 4 缸发动机的一半。气缸压力低会导致燃油效率降低。在轻负载下使用气缸停用意味着从进气歧管吸入空气的气缸更少，这有助于增加其流体（空气）压力。没有可变排量的操作是浪费的，因为即使不需要xxx性能，燃料也会不断地泵入每个气缸并燃烧。通过关闭发动机一半的气缸，消耗的燃料量要少得多。在减少泵送损失（增加每个工作气缸中的压力）和减少泵入气缸的燃料量之间，高速公路条件下的燃料消耗可以减少 8% 到 25%。

气缸停用是通过保持特定气缸的进气门和排气门关闭来实现的。通过保持进气门和排气门关闭，它会在燃烧室中形成一个空气弹簧——在活塞的上行冲程期间，被困的废气（与之前的充气燃烧保持一致）被压缩，并在活塞的下行冲程中向下推活塞。捕获的废气的压缩和减压具有均衡作用——总体而言，发动机几乎没有额外的负载。在最新的气缸停用系统中，发动机管理系统还用于减少向停用气缸的燃油输送。利用点火正时、凸轮正时和节气门位置的变化（得益于电子节气门控制），发动机正常运行和气缸停用之间的过渡也变得平滑。在大多数情况下，汽缸停用适用于在轻负载时效率特别低的相对大排量发动机。对于 V12，最多可以禁用 6 个气缸。

所有可变排量发动机要克服的两个问题是不平衡的冷却和振动。

可变排量发动机最古老的发动机技术前身是在 19 世纪后期开发的命中和未命中发动机。这些单缸固定式发动机有一个离心式调速器，只要发动机在设定速度以上运行，通常通过保持排气阀打开，就可以切断气缸的运行。

二战期间首次试验多缸发动机，1981 年在凯迪拉克命运多舛的 L62 V8-6-4 发动机上再次尝试。该技术已成为所有凯迪拉克车型的标准功能，但塞维利亚除外，后者以 350 柴油 V-8 发动机为基础发动机。凯迪拉克与伊顿公司合作开发了创新的 V-8-6-4 系统，该系统使用业界xxx发动机控制单元根据所需的功率量将发动机从 8 缸切换到 6 缸再到 4 缸运行。最初的多排量系统关闭了相反的气缸对，使发动机具有三种不同的配置和排量。这些汽车有一个复杂的诊断程序，包括在空调显示屏上显示发动机故障代码。但是系统很麻烦，被客户误解了，

1981 年，阿尔法罗密欧与热那亚大学合作开发了阿尔法罗密欧 Alfetta 的半实验可变排量发动机版本，称为 Alfetta CEM（Controllo Elettronico del Motore，或电子发动机管理），并在法兰克福车展上展示。130 PS（96 kW；128 bhp）2.0 升模块化发动机具有由发动机控制单元控制的燃油喷射和点火系统，可以根据需要关闭四个气缸中的两个，以减少燃油消耗。首批 10 个示例被分配给米兰的出租车司机，以验证在现实世界中的操作和性能。根据阿尔法罗密欧在这些测试中发现，与没有可变排量的 CEM 燃油喷射发动机相比，停缸可以减少 12% 的油耗，与常规生产的 2.0 升化油器相比，几乎增加了 25%。xxx次试用后，1983 年，小系列 1000 个样例开始销售，提供给选定的客户；制作了 991 个示例。尽管有第二个实验阶段，该项目没有进一步的发展。

1982 年，三菱开发了自己的可变排量 MD（Modulated Displacement）形式，证明该技术首先用于三菱的 1.4 L 4G12 直列四缸发动机，能够成功运行。因为凯迪拉克的系统被证明是失败的，并且使用了四缸发动机，三菱称赞他们自己的系统是世界xxx。该技术后来被用于三菱的 V6 发动机。

该系统通过在速度低于 70 公里/小时（43.5 英里/小时）、怠速和减速时禁用 1 号和 4 号气缸上的阀门来工作。与常规 4G12 发动机相比，油耗数据通常提高约 20%。然而，期间消息人士抱怨说，尽管具有液压阻尼的特殊发动机支架，但发动机在两缸模式下运行非常粗糙。为尽量减少振动和粗糙度而采取的其他措施包括一段柔性排气管，在冷却液温度达到 70 摄氏度之前不运行系统，以及重 70% 的飞轮。三菱的努力仍然是短暂的，主要是因为购车者缺乏回应。

1993 年，在三菱开发自己的可变气门正时技术一年后，推出了 MIVEC-MD 变体。复兴的 MD 技术现已进入第二代，改进了电子发动机控制，几乎可以在不知不觉中实现从 4 缸到 2 缸的切换。在 MD 模式下，MIVEC 发动机仅使用其四个气缸中的两个，这显着减少了由于泵送损失而浪费的能量。此外，由于发动机摩擦造成的动力损失也减少了。根据条件，MIVEC-MD 系统可将油耗降低 10-20%；尽管其中一些增益来自可变气门正时系统，而不是来自可变排量特性。调制位移在 1996 年左右被放弃。

许多公司开发了售后气缸停用系统，并取得了不同程度的成功。1979 年 EPA 对允许八缸发动机在四个气缸上运行的汽车气缸停用系统 (ACDS) 的评估发现，一氧化碳和氮氧化物的排放量增加超过了当时有效的排放标准的法定限制。在提高燃油经济性的同时，加速受到严重影响，当系统处于四缸模式时，发动机真空度的丧失导致制动辅助的危险丧失。除了这些问题，虽然该公司提出了一种可以从车内切换的液压控制系统，但他们实施的版本必须使用手动工具在发动机舱内手动更改。

目前，根据发动机气门机构的类型，目前使用的汽缸停用机械装置主要有两种类型。xxx个是推杆设计，它使用螺线管来改变输送到升降杆中锁定销的油压。由于锁销未到位，挺杆会塌陷，无法将其配套的推杆提升到气门摇臂下方，导致当凸轮推动部件空转时气门保持关闭状态。

第二种类型用于顶置凸轮发动机，并使用一对锁定在一起的摇臂，用于每个气门。一个摇杆跟随凸轮轮廓，而另一个摇杆驱动阀门。当气缸停用时，电磁控制油压释放两个摇臂之间的锁定销。虽然一只手臂仍然跟随凸轮轴，但解锁的手臂保持不动并且不移动阀门。通过计算机控制，汽缸的快速停用和重新启用几乎立即发生。

一些汽车制造商在当前生产的发动机中配备了气缸停用功能。

戴姆勒股份公司的主动气缸控制 (ACC) 可变排量技术于 2001 年在 CL600 和 S600 的 5.8 L V12 发动机上首次亮相。

梅赛德斯-奔驰在 1990 年代后期开发了他们的多排量系统 V12，该系统按点火顺序关闭所有其他气缸。从 2004 年的戴姆勒克莱斯勒 Hemi 开始，它被广泛部署在推杆式 V8 发动机上。

从 2003 年开始，本田在 J 系列发动机上引入了可变气缸管理系统。本田的系统通过停用气缸组来工作，从 6 个气缸切换到 4 个气缸到 3 个气缸。

2005 年，通用汽车推出了他们的主动燃油管理汽缸停用系统（在第四代小缸体中），类似于克莱斯勒的 MDS，关闭了一半的汽缸。2018 年，通用汽车推出了一种名为动态燃油管理的改进系统，该系统可以根据当前需求以多种组合方式关闭任意数量的气缸。该系统基于加利福尼亚公司 Tula Technology 开发的一项技术 Dynamic Skip Fire，采用该技术的 6.2L 发动机被评为 Ward 2019 年 10 佳发动机之一。

2012 年，大众汽车推出了主动气缸技术 (ACT)，这是xxx家在四缸发动机中这样做的制造商。

2016 年 11 月，福特宣布了其紧凑型三缸 Ecoboost 发动机，其中一个气缸被停用。这是迄今为止使用停用的最小发动机，并将允许将这些好处应用于小型汽车。

2017 年 11 月，马自达宣布在所有 2018 款 CX-5 车型中配备标准气缸停用功能，并在马自达 6 车型上提供。

截至 2020 车型年，在美国销售的轻型汽车中约有 15% 使用汽缸停用，主要用于马自达 (64%)、通用 (44%)、本田 (24%) 和 FCA (23%) ）。

可变压缩比。最著名的此类系统是实验性的萨博可变压缩发动机，它使用铰链块将活塞移近或远离头部，从而改变燃烧室的尺寸。其他实验系统包括使用偏心轴上的滑动曲柄座圈的 Hefley 发动机和使用四连杆机构的 Scalzo 活塞停用发动机，其区别在于能够完全停止单个活塞。目前没有使用任何这些设计的生产车辆。

此外，凯迪拉克的 Northstar 发动机系列具有跛行回家故障安全模式。如果发动机失去冷却液，发动机控制器将切断燃料并点燃一半气缸。在不改变气门操作的情况下，非燃烧气缸将对发动机进行空气冷却，使其可以在没有冷却剂的情况下行驶 100 英里。

• 宾利于 2015 年推出了一款更新的 L 系列发动机，具有可变排量
• 戴姆勒克莱斯勒多排量系统 (MDS) 用于克莱斯勒车型
• 戴姆勒克莱斯勒主动气缸控制 (ACC) 用于梅赛德斯-奔驰车型
• 通用汽车 V8-6-4（凯迪拉克）
• 通用汽车凯迪拉克十六号（凯迪拉克）
• 通用汽车主动燃油管理
• 本田可变气缸管理系统 (VCM)