【牛车实验室】发动机闭缸技术趣味漫谈 真的节油还是宣传噱头

车企为了应对日趋严格的排放标准，逐步将发动机排量降低，甚至大家所熟知的一些运动轿车以及豪车也都采用小排量的涡轮发动机，或是小排量发动机搭配电动机来弥补动力性的不足。小排量的春天就这么到来了，然而满大街的2.0T四缸奔驰S宝马7系你真的能接受吗？这还不算完，发动机闭缸技术又被炒了起来，本来就四个气缸，还要随时准备再关闭一个，这真的可以省油吗？目前比较受关注的凯迪拉克XT4就给我们带来了新的闭缸技术。

闭缸技术其实是内燃机可变排量技术中的一种，最早可以追溯到19世纪，那时对于可变排量技术的应用还没有使用在汽车发动机上，而是工业和农用领域单缸四冲程发动机中，通过保持排气阀门的开启停止气缸做功，以维持其发动机转速或停止其运转。

直到上世纪中期，发动机闭缸技术才被应用于当时的大排量汽车发动机当中。在第二次世界大战期间凯迪拉克首次对搭载这一技术的V8-6-4发动机进行测试，该系统使用业界第一个发动机控制单元，根据所需的动力将发动机在8缸、6缸和4缸之间进行转换。不过由于该系统过于复杂，总是出现一些无法预测的故障，导致其可变排量技术很快退役。

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的半实验性可变排量发动机版本，名为Alfetta CEM（Controllo Elettronico del Motore）并在法兰克福车展上展出。作为首个搭载可变排量技术的4缸发动机，允许在特定的工况下关闭其中两个气缸以降低油耗。但在1983年阿尔法罗密欧在进行了第二实验阶段后又停止了对该技术的进一步研究。

内燃机技术的逐步发展，排放标准的逐步收紧，越来越多的汽车品牌重新对可变排量技术展开了研究。2000年开始，戴姆勒公司（2001年）、梅赛德斯-奔驰（2004年）、本田（2003年）、通用汽车（2005年）、大众（2012年）、福特（2016年）以及马自达（2017年）等纷纷在自家的发动机上开始应用这一闭缸技术，从5.8升的V12发动机再到3缸的Ecoboost发动机，都能通过不同的执行方式实现特定发动机工况下的闭缸操作，号称达到降低排放的目的。

闭缸技术的分类

停油不停气：停止喷油，但是进气门依然正常工作，只是不喷油了，理论上自然就省油了。早期凯迪拉克的闭缸方式就是这个，后来发现根本不省油或者说省油效果很不理想就主动放弃了。

既停油又停气：闭缸的作用是在车辆低功耗的情况下停油，以起到节油的作用，但是当低功耗时，如轻踩油门状态，发生场景一般在拥堵的城市，缓缓前行时，这时候车的节气门只是稍微开启，然而同时活塞动作往下拉，企图从接近关闭的进气管吸入空气，这时节气门和活塞之间会形成真空，在曲轴箱的外界的大气压力对于活塞的真空吸气动作形成很大的抵抗力，消耗了很多能量，这个就是“泵气损失”。

既然停油了，但是不停气，那么这种抵抗力就不会消失，“泵气”白白损失掉，所以干脆停了油也把气停了，让活塞真空吸气动作形成的能量损耗停止。这样就产生了“既停油又停气”的方式，这种方式也是目前的主流，现存的采取闭缸技术的车几乎都用这个方案。

既停油又停气，同时把高温废气重新送回气缸：这项技术目前并没有实际的量产应用，将高温的废气重新送回气缸是为了保持热平衡。因为关闭两个气缸虽然能帮助发动机提升燃油效率，但是也会带来一个新问题，缸体热量分布不均。由于其中两个气缸停止了做功，其所产生的热量就会明显低于继续运作的气缸，导致发动机缸体热量分布不均匀，长时间这样运转可能导致发动机杠体产生变形。所以将高温的废气重新送回气缸，以保证气缸温度均匀，有点和涡轮增压的废气再利用有异曲同工之妙。

闭缸技术的缺点

闭缸技术的主要目的还是在于降低排放、降低燃油消耗。只是闭缸技术看上去很理想，但是现实是残酷的，这也是理想状态。四缸发动机在关闭其中两个气缸后仅比正常状态省不到20%的油，并不是想象中的50%。实际上，不管车多少个气缸，每个活塞都通过连杆与曲轴相连，只要曲轴运动，所有的活塞也都会运动，这样即使断油了也断气了但活塞被曲轴拖着也会继续运动，这就变成未闭的气缸背着关闭的缸做活塞运动，也消耗了不少能量，就像惯性滑行一样，所以是不能实现降低一半油耗的。

理论上，闭缸技术对降低油耗和提高经济性是有好处的，但在实际使用过程中理论并不总能成立。原本四缸发动机关闭两缸后其平顺性和动力性能否让人满意？长期关闭两个气缸导致热膨胀不均匀对发动机寿命的影响有多大？把研发经费用在闭缸技术上，能不能有本质的回报也很难说，毕竟这项技术并不普及，相比四缸发动机的闭缸技术，厂商们似乎更愿意直接去掉一个气缸，这才有了三缸机的百花齐放。