停缸技术(Cylinder Deactivation,简称CDA),也叫可变排量技术,是一项通过在发动机低负荷时主动关闭部分气缸来降低油耗的技术。它的核心逻辑很简单:既然巡航或滑行时不需要那么大的马力,与其让所有气缸“饿着肚子”低效运转,不如直接关掉几个,让剩下的气缸在更高效的负荷下工作。
要实现“停缸”,关键不在于单纯停止喷油,而在于让停止工作的气缸真正“空转”起来,避免成为工作气缸的负担。
三大同步操作:当系统判断进入停缸工况时,会同步执行三个动作:切断燃油供给、停止点火、关闭该气缸的进排气门。
为什么要关闭气门:如果只停止喷油而不关闭气门,活塞在压缩和排气冲程中会不断吸入和排出空气,形成“泵气损失”,这相当于白白消耗能量。关闭气门后,被困在气缸内的空气就像一个“空气弹簧”,压缩时的阻力与膨胀时释放的能量基本抵消,从而将能量损失降到最低。
停缸技术并非新事物,它的发展史堪称一部“逆袭史”:
早期失败(1980年代):1981年,凯迪拉克推出了轰动一时的“V8-6-4”发动机,号称能在8缸、6缸、4缸间智能切换。然而,当时的微处理器和机械控制技术远未成熟,切换过程顿挫、卡滞甚至熄火层出不穷,最终只存活了一年,被公认为技术灾难。
技术成熟(2000年代后):随着电控技术的进步,通用、本田、克莱斯勒等品牌重新将停缸技术投入量产。通用的“主动燃油管理”(AFM/DoD)和本田的“可变气缸管理”(VCM)是这一时期代表,后者的V6发动机可在3缸、4缸、6缸间切换。
下放至四缸机(近年):过去停缸技术是大排量V8、V6的专属,因为即使关掉一半,还剩偶数个气缸维持平顺。大众在EA211 1.4T四缸发动机上率先量产了闭缸技术,可在低负荷时关闭第2、3缸。马自达也研发了用于创驰蓝天2.5L四缸机的停缸技术,在低负载时只让两个气缸工作。
根据美国能源部的估算,停缸技术可提升约7.5%的燃油经济性。厂家宣称的数据则更乐观,普遍在20%以上。但实际节油效果高度取决于驾驶工况——在畅通的高速巡航中收益最明显,而频繁加减速的拥堵路况下节油效果会大打折扣。
省油的背后,也存在一些需要权衡的问题:
振动与NVH:这是最大的挑战。关闭气缸会破坏发动机原有的点火平衡,可能引发额外振动。为弥补这一点,本田等厂商采用了主动式发动机支承和主动噪声控制技术来抵消。四缸机闭缸后只剩两个缸工作,振动控制难度更大,这也是早期技术门槛所在。
可靠性风险:虽然现代技术已大幅提升,但也并非全无隐患。通用的早期AFM系统曾因液压挺柱故障导致过度耗油;奔驰、马自达也分别因Camtronic系统和CX-5的停缸系统软件问题发起过召回。
如今,停缸技术已成为主流节能减排手段之一。通用的LSY 2.0T发动机、本田的J系列V6、大众EA211 1.5T evo2、马自达创驰蓝天等机型均有搭载。它甚至被拓展到柴油机上,用于提升尾气处理系统温度以减少排放,其意义已不限于节油本身。