今年，本田在日本注册了一个新的专利 —— 在同一发动机内的不同气缸使用不同的排量。这到底是个什么玩意？和其它类似的发动机结构方面的技术有哪些相似和不同？对发动机的技术发展会有什么影响？今天车叔就来带大家分析一下。

一，本田新专利简介

本田的这个不同气缸排量，是通过在相同缸径的气缸使用不同的冲程长度来实现排量和压缩比等主要发动机运动件设计参数的变化。



专利说明中并没有解释具体的使用场合和目的，大家可以脑洞大开的想象一下。目前业界猜测可能性最大的应用，是和可变发动机排量相关。在驾驶员需求不同扭矩时，发动机选择使用擅长输出这一扭矩水平的气缸来进行工作。而气缸的选择过程，则需要通过闭缸技术的支持，来达到将不需要的气缸停止工作。

之所以猜测这些不同排量的气缸可能不会同时工作，是因为排量的不同导致各缸进气量不同，因此各缸在喷油量控制会有不同需求。这样，各缸的空燃比将不能仅仅使用排气汇集后的空燃比传感器进行统一控制。如果确实是不同排量的气缸根据需求切换使用，发动机就会有两个不同的油耗特性，做到整体运行效率的提升。

而如果需要同时工作，就会在每个缸组使用独立的空燃比传感器。除此之外，发动机的其他控制参数也需要分别调节才能够达到最优化，比如点火时间，喷油时间等等。总之，这一技术就好比是把两个不同的发动机拼到一起，相互之间又会有影响，同时进行优化控制将会是挑战之一。

不过，车叔猜测排量切换这一路线带来的“提升/成本”比例，会比能够起到类似作用的米勒循环要低，应用上的成本比较高。

另外，除了切换不同排量气缸之外，还有很多黑科技的玩法。比如，像有些以前的船用发动机那样，把各缸串联起来。热气流在一个高压缸内做功之后，进入下一个低压缸再做一次功，目的是尽可能的把高温气体里的能量榨取干净，从而提高效率。不过这些发动机的压缩比搭配一般是针对某个固定的发动机运行工况的，适合于提高船上稳定巡航工作时的效率。

总之，本田总是能搞出些新鲜东西来，比如他们几年前申请的可变冲程技术。下面的图里就是可变冲程技术的一种，通过在曲轴位置增加一套偏心轮(Eccentric shaft)来调整几何设计的系统。车叔也很期待这次本田会搞出什么黑科技来。

二，技术局限性和挑战

对于可变排量技术的应用来说，其中有很多自身的局限性和额外的效率损失。

比如，发动机的尺寸很可能会变大。原本直列三个缸的发动机可能会变成V6。这一尺寸变化会对发动机舱的布局和碰撞成绩带来影响（发动机越大，碰撞时对驾驶舱的冲击就越大）。

过大的发动机尺寸也会对发动机冷启动速度带来影响，

因为需要把更大的一块铁或者铝加热到目标温度。

同时，由于总缸数增加，运动件和轴承的数量也会增加，带来发动机摩擦损失的恶化。

目前最好的闭缸策略就是将进气和排气阀全部关闭（因为如果不全部关闭的话，会存在进排气损失，同时还会影响闭缸时缸内残余气体含量，从而对恢复点火后的燃烧带来不利），但是即使是进排气阀都关闭，在封闭体积内压缩和膨胀气体仍然会有损失（无法成为等熵过程）和活塞环漏气。

在排气过程中，气体可能会倒流回被闭缸的排气道，造成气体的摩擦和动能损失。并且会对充气系数产生影响。

总之，由于这些损失，发动机的最佳效率点可能会恶化，但是发动机拥有更多的灵活自由度。目前来看，这一专利更有可能是作为长远的技术保护，先把坑占住，因为达成这一技术的成本过高。相比其他直接进行发动机几何结构调节的系统来说，本田的这套技术绕过了很多可靠性方面的难点，但是对效率的提升可能也会有限。目测短期内不会有大量应用。尤其是随着混合动力技术的发展，发动机对于灵活度的需求将会降低。

三，相似技术

其实，通过给发动机运动件设计来增加自由度，提升整体运行效率的概念还有很多。有改变燃烧室形状的，改变曲柄连杆机构的，改变活塞结构等多种方法。

提到发动机可变运动件技术，车叔不得不介绍一下最近几年很火的FEV可变压缩比技术。就是通过利用机械液压系统调节连杆长度，在1秒之内就可以调节发动机压缩比的技术。

日期：11/10/2016
來源：家仆网