由WardsAuto主办的2016年度“沃德十佳发动机”评选中,通用汽车搭载于雪佛兰新科迈罗/凯迪拉克ATS(海外版)的3.6 L双顶置凸轮轴(DOHC)V6发动机,由于缸内直喷(GDI)、停缸技术、二级油泵、进排气可变气门正时以及集成式排气歧管的应用,最终达到了非常优异的整体性能,获得这一国际最重量级的发动机大奖。
值得关注的是,停缸系统(CDA)帮助这一发动机优化了燃油效率和尾气排放,使其在缸内直喷技术的基础之上,燃油经济性更进一步。这一技术来自于伊顿。
停缸技术的组成及工作原理
伊顿的CDA系统专为DOHC发动机而设计。一个气缸停缸的完整系统包括2个单桃子凸轮轴、4个可变滚子摇臂SRFF(2个用于进气门,2个用于排气门)、4个双供油液压间隙调节器、1个机油控制阀(OCV)和四个支气门。
SRFF是一种经济的停缸系统解决方案,它可以最大限度地减少机体更改,并保持DOHC发动机布置的整体宽度、高度和长度不变。停缸系统的SRFF可灵活地在气门的全升程模式和零升程模式间切换,通过减少泵气损失来影响发动机性能和燃油经济性。当进气门和排气门升程保持不变并且没有燃油喷射时,气缸就被关停。凸轮轴转动时,工作气缸上的气门正常打开和关闭。
CDA系统的两种运行模式是全升程模式和零升程模式。全升程模式适用于整个发动机工况范围。零升程模式适用于发动机转速低于3 500 r/min(泵气损失较高时),且工作油温高于20℃。
停缸系统的技术优势
CDA系统通过关停内燃机中的部分气缸来改变发动机排量,以获得最优的功率输出,提高燃油经济性和发动机效率。该停缸系统的优点主要有:
1.提高燃油经济性
该停缸技术可在发动机无需全功率运行时,对发动机的部分汽缸执行关停操作。该系统能让V6和V8 发动机在燃油经济性方面提升3%~6%。发动机燃油经济性取决于发动机排量、车辆质量、行驶工况以及是否集成停缸系统。
2.提高后处理效率
重型长途运输货车需要定期清洁颗粒过滤器上堆积的颗粒物质,以达到柴油尾气颗粒过滤器的活性再生。这个处理过程需要温度维持在 500~600℃之间,以完成再生过程。在高速公路巡航条件下,停用2个或3个(共6个)气缸的气门运动和燃油喷射,可达到 520~570℃的发动机出口温度,比常规操作提高170~220℃,因而可以提高后处理效率。
3.减少二氧化碳、氮氧化物排放
根据美国环境保护局(EPA)的研究数据,停缸系统可使具有6缸或以上发动机的车辆的二氧化碳排放量至少减少6%(高发动机排量与重量比的车辆将可能获得更显著的排放改善),同时氮氧化物排放也有一定程度的减少。
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