积少成多——发动机节油的奥秘

一个省油的发动机、一个空间够大的驾驶室和一个中意的外观，这似乎是大多数中国人购买汽车时最关注的三件事。在挑选发动机乃至整个动力总成的配置时，大多数的中国人也更倾向于选择良好的燃油经济性，而不是动力性。想必你也经常能够看到身边的朋友在不同排量级别的车型中左挑右选、绞尽脑汁，最后看一眼“稳定”的油价，再看一眼自己同样“稳定”的收入，默默地把头转向1.6L、1.4L的小排量车型上。如何降低汽车的油耗以获得消费者的青睐（虽然通常都打着节能环保的旗帜），一直都是汽车产业不变的主题。

那么，运用在发动机上的节油技术都有哪些？小排量的发动机一定比大排量的发动机省油么？

查阅一些资料,比对一些不同排量发动机的百公里油耗，我们就能发现，上面问题的答案显而易见——不是。在快速的产品迭代过程中，越来越多的汽车厂商似乎都热衷于做相同的一件事情——更强的马力、更大的排量，但是，更低的油耗。

汽车工程师们是如何精打细算，通过改良每一个细节来让他们设计出的发动机一滴一滴地将燃油节省下来的呢？让我们敲开发动机坚硬的外壳，细数一下这些为了节油而诞生的技术。

1、连续可变气门正时技术（CVVT）

四冲程汽油发动机工作时，进气门在上止点之前打开，在下止点之后关闭（见上图“进气冲程”）；排气门在下止点之前开启，在上止点之后关闭（见上图“排气冲程”）。由于在上止点处，进气门提前打开而排气门延迟关闭，会导致进排气门同时开启一段时间，这段时间称为气门重叠，在图中所对应的角度叫做气门重叠角。气门重叠时，进气门提前打开使得进入缸内的新鲜可燃混合气数量增加，并驱赶残余的废气通过排气门排出，这对发动机的性能有着巨大的影响。气门正时技术的发明，让气门重叠角度变得可控，使得发动机能依据不同的工况获得不同的输出特性。而在这项技术发明之前，气门重叠角是一个定值，并可以直接影响到发动机的具体用途。

负责讲解东风标致新1.8CVVT发动机的工作人员曾介绍说：与传统的VVT（可变气门正时）技术相比，CVVT技术可以实现对气门的连续调节。汽车行车电脑（ECU）接收到凸轮轴转速、发动机转速等传感器的信号，经过运算，按照当前的发动机工作情况，通过液压控制系统驱动正时齿轮，对气门进行合理的调节。东风标致的这一整套连续可变气门正时装置成功地帮助1.8CVVT发动机提升了1-3%的燃油经济性。发动机高、低转速的动力性也因此得到了改善。

2、活塞轻量化

可燃混合气在气缸内燃烧推动活塞，再经由活塞连杆组，带动曲轴高速旋转从而向外输出动力。车辆正常行驶时，燃料在缸内燃烧推动活塞作往复运动。活塞轻量化处理后，质量减轻，燃料燃烧产生的能量转化为活塞动能的部分也相应减少，从而达到了节省燃油的目的。此外，轻量化活塞的惯性阻力降低，车辆加速时的响应也变得更快。

活塞轻量化的方式主要分为两种：材料优化和结构优化。

如上图所示，采用了铝合金材料的活塞，其下端开出了凹槽，在不影响其使用寿命的前提下有效减轻了15%左右的质量。

3、变排量机油泵

机油泵是发动机润滑系统中重要的部件，由曲轴直接或间接带动，将机油强制压送到需要润滑的零件表面。正如上图所示，当发动机转速升到较高时，高速转动的曲轴迫使机油泵中的机油油压升高，高压机油从泄压阀流出。这些泄掉的机油携带着动能，悄悄地浪费着发动机的功率。

上图中的变排量机油泵可以在发动机转速升高时，适当调节机油泵内的油压，减少泄压阀的泄油量，减少发动机功率的消耗。

上图所示的是叶片式变排量液压泵的工作原理。发动机转速提高时，高压的机油推动转子压缩弹簧。转子的内壁将可伸缩的叶片向旋转中心推动，封闭的油腔容积降低，有效地降低了机油泵的排量，减少了发动机功率在驱动机油上消耗的功率。车速降低至转速提高前时，机油压力降低，弹簧推动转子复位，叶片随即伸长，油腔容积也变为原来的大小。

4、DLC类金刚石涂层气门挺柱

凸轮轴转动时，凸轮与气门挺柱发生相对滑动，气门挺柱的表面粗糙度和润滑情况直接影响到凸轮轴转动的摩擦阻力以及配气机构的使用寿命。DLC（Diamond-Like Carbon）类金刚石涂层，其显微硬度大于20N/mm²，表面摩擦系数约为0.02-0.1。凸轮轴和气门挺柱使用寿命显著增加的同时，有效减小了凸轮与气门挺柱间的摩擦阻力，减少了克服摩擦力做的功，达到了节油的效果。

我们可以通过下面的具体数据来感受这些发动机技术在节油方面有多大的作用。根据东风标致官方发布的信息，运用了CVVT、活塞轻量化、DLC图层气门挺柱等技术的全新1.8CVVT发动机，配备在新标致408上，最大功率可达102kw。而其综合油耗百公里只有5.9L。对比市面上其他的一些1.8升以上级别的发动机，虽然其动力性能上稍稍逊色一些，但其远低于8升的百公里综合油耗，让我们感觉到其燃油经济性非常出色。而这样的低油耗正是上述那些先进的节油技术积少成多的结果。