當(dāng)前，隨著全球?qū)ζ嚾加徒?jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求日益嚴(yán)苛，汽車制造商必須采用多種創(chuàng)新技術(shù)來達(dá)到迫在眉睫的節(jié)能減排降耗的要求。對傳統(tǒng)汽車而言，使用清潔燃料、輕量化、提高發(fā)動機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)的效率、減小風(fēng)阻是節(jié)能減排最有效的幾大途徑，也是汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究的熱點，新能源汽車、全鋁車身也因此成為汽車界的網(wǎng)紅而成為汽車制造商們關(guān)注的焦點。而傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)仍是當(dāng)前汽車行業(yè)主流驅(qū)動系統(tǒng)，繼之前影響深遠(yuǎn)的渦輪增壓技術(shù)之后，對有效提升傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)效率新技術(shù)的推出，業(yè)內(nèi)紛紛翹首以待。
日前，在德爾福與硅谷Tula公司科學(xué)家們的聯(lián)手努力下，一項具有里程碑意義的能提升傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng)性能的新技術(shù)——“發(fā)動機(jī)動態(tài)小型化”DSF技術(shù)問世，汽車驅(qū)動系統(tǒng)再次迎來新一輪技術(shù)革新，為提升傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)能效滿足降耗政策要求開辟出一個新方向。日前，這項DSF技術(shù)已面向中國市場全面推出。
德爾福動力總成部汽油發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)亞太區(qū)總經(jīng)理胡男在接受蓋世汽車記者采訪時表示：“未來三十年內(nèi)燃機(jī)在汽車行業(yè)仍占主導(dǎo)地位，DSF技術(shù)是德爾福動力總成從總部到中國很重要的戰(zhàn)略舉措。我們希望在中國市場大力推廣DSF技術(shù)，以應(yīng)對油耗法規(guī)的挑戰(zhàn)，幫助客戶開發(fā)符合國家新的法規(guī)要求的車輛?！?/p>
德爾福動力總成部汽油發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)亞太區(qū)總經(jīng)理 胡男
當(dāng)前中國汽車市場SUV數(shù)量占30%以上，而1.6L以上的發(fā)動機(jī)占60%以上，胡總向蓋世汽車記者表示：“這是目前中國汽車行業(yè)的主要現(xiàn)狀，說明消費(fèi)者喜歡開大車，小功率發(fā)動機(jī)占市場份額較小。在此基礎(chǔ)上，面對更加嚴(yán)苛的法規(guī)要求，DSF是一個很好的解決方案，可以幫助大排量的發(fā)動機(jī)動態(tài)小型化。很多消費(fèi)者喜歡充足的發(fā)動機(jī)動力，DSF可以讓大發(fā)動機(jī)實現(xiàn)動態(tài)小型化，實際上還是大發(fā)動機(jī)，但采用小發(fā)動機(jī)的配置。汽車發(fā)動機(jī)可采用DSF技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)小型化，這是DSF技術(shù)的核心?！?/p>
據(jù)了解，“發(fā)動機(jī)動態(tài)小型化”DSF技術(shù)全稱為動態(tài)跳躍點火技術(shù)（Dynamic Skip Fire，簡稱DSF），是業(yè)內(nèi)首款完全可變發(fā)動機(jī)停缸技術(shù)，DSF不僅可應(yīng)用于大型多氣缸發(fā)動機(jī)進(jìn)行點火控制，還可應(yīng)用于4缸發(fā)動機(jī)。據(jù)油耗檢測數(shù)據(jù)顯示，在城市加郊區(qū)工況的OEDC循環(huán)下，與傳統(tǒng)的停缸系統(tǒng)相比，根據(jù)不同的駕駛循環(huán)的需求，搭載了動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)的4缸發(fā)動機(jī)將節(jié)省6%到8%的油耗，大幅提升燃油經(jīng)濟(jì)性同時，CO2排放量至少可降低50%，細(xì)致度也得到全面提升。
和傳統(tǒng)的停缸技術(shù)不同，DSF可實現(xiàn)動態(tài)停缸。傳統(tǒng)閉缸技術(shù)無法實時判斷駕駛員的需求，也無法對有效停缸數(shù)量進(jìn)行計算，只能在固定工況下實現(xiàn)停缸。DSF技術(shù)可實時了解車輛的需求并進(jìn)行動態(tài)停缸，其效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的停缸技術(shù)。
例如，如果車輛在低速行駛時扭矩需求是20牛米，傳統(tǒng)的停缸技術(shù)會給出動力不足的10牛米，或是超過實際動力需求的25牛米，而動態(tài)停缸技術(shù)通過精確計算可獲得該轉(zhuǎn)速下車輛實際扭矩輸出需求，并實時搭配停缸數(shù)量，精確把控車輛行駛動力。
每次點火時，動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)都會實時決定哪些氣缸點火，這是發(fā)動機(jī)控制策略的關(guān)鍵組成部分，所以要對氣門激活、節(jié)氣門開啟以及點火等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。而停缸氣缸的選擇，也是以避免出現(xiàn)已知的發(fā)動機(jī)共振模式、達(dá)到更高細(xì)致度為前提。
動態(tài)跳轉(zhuǎn)點火系統(tǒng)會在每一個循環(huán)對各個氣缸做出是否點火的決定，從而將停缸技術(shù)發(fā)揮到理論極限。未來，動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)還會幫助控制廢氣的含氧量，從而防止發(fā)動機(jī)后處理系統(tǒng)過度運(yùn)行，并改善米勒循環(huán)的運(yùn)行，促進(jìn)燃油和空氣的混合，甚至進(jìn)一步引入汽油壓縮點火等先進(jìn)的燃燒理念。動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)也為工程師們提供了優(yōu)化燃燒策略的可能。
搭載DSF技術(shù)的4缸1.8升大眾捷達(dá)樣車
早在2016年10月在德國舉辦的亞琛年會（Aachen Colloquium）上，德爾福就與Tula公司聯(lián)合展示了一款搭載DSF技術(shù)的4缸1.8升渦輪增壓GDi（缸內(nèi)直噴技術(shù)）樣車。此次兩公司聯(lián)手將DSF技術(shù)推向中國市場，記者試駕了一款裝備了DSF技術(shù)的4缸1.8升大眾捷達(dá)，整個動態(tài)停缸過程如行云流水，幾乎感受不到任何停缸動作，具有良好的降噪和舒適性。
DSF技術(shù)工作中主要涉及的兩類部件：一是節(jié)油控制閥，是該系統(tǒng)的一個控制器；另一個是搖臂，是實現(xiàn)閉缸的執(zhí)行器。有兩種工作狀態(tài)，如上圖所示，液壓進(jìn)入后將鎖針頂開，凸輪軸轉(zhuǎn)動時搖臂呈自由運(yùn)動狀態(tài)，并不會壓動氣門下行，從而實現(xiàn)發(fā)動機(jī)閉肛；液壓卸掉壓力后，彈簧會使鎖針復(fù)位，輪軸在轉(zhuǎn)動時形成支點帶動搖臂下移，氣門被打開，通過以上過程可實現(xiàn)氣門的關(guān)閉和開啟。
DSF實時出計算發(fā)動機(jī)扭矩需求，在一個發(fā)動機(jī)的循環(huán)中，根據(jù)實際需求通過搖臂可進(jìn)行靈活的動態(tài)閉缸，從而達(dá)到更好的油耗結(jié)果。
動態(tài)停缸DSF技術(shù)的應(yīng)用讓發(fā)動機(jī)可以更高效地運(yùn)行，因為工作氣缸數(shù)量減少，但需使用全部進(jìn)氣，在節(jié)氣門全開的情況下保持氣缸點火運(yùn)行，可以提高燃燒效率、降低泵氣損失。對于較小的發(fā)動機(jī)，DSF面臨的挑戰(zhàn)是，如果部分氣缸沒有點火的話，會帶來細(xì)致度方面的問題。德爾福與Tula公司解決了這一難題，DSF目前可適用于所有常見的動力總成系統(tǒng)配置。
德爾福DSF技術(shù)是針對汽車行駛中實際扭矩的需求，對于發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃燒控制的技術(shù)，系統(tǒng)構(gòu)造采用模塊化設(shè)計易于實施。在滿足不同工況下駕駛動力需求的同時，極大降低了油耗，減少了不必要的CO2排放，可有效實現(xiàn)節(jié)能減排降耗。
此外，如果將動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)與德爾福的其它技術(shù)相結(jié)合，則會帶來更多好處，如48V輕度混合動力系統(tǒng)。在直噴式發(fā)動機(jī)中，采用德爾福48V系統(tǒng)本身就可以將二氧化碳排放量和油耗降低10%以上；如果再與動態(tài)跳躍點火系統(tǒng)相結(jié)合，那么二氧化碳排放量和油耗將會降低20%。對此，德爾福動力總成系統(tǒng)事業(yè)部亞太區(qū)工程總監(jiān)許向東向蓋世汽車記者表示：“DSF技術(shù)是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的一種革新和新創(chuàng)造，如果將DSF技術(shù)和48V綜合運(yùn)用，不增加硬件成本，通過軟件可以讓兩個系統(tǒng)可以聯(lián)動，可以再多省三個百分點，比如用DSF節(jié)省8%的話，那么48V加DSF可能節(jié)省10%。這是兩種技術(shù)和產(chǎn)品，但聯(lián)合在一起使用，可以產(chǎn)生1+1＞2的效果。因為各主機(jī)廠的技術(shù)路線不一樣，我們會根據(jù)客戶的具體需求提供相應(yīng)的解決方案?！?/p>
德爾福動力總成系統(tǒng)事業(yè)部亞太區(qū)工程總監(jiān) 許向東
當(dāng)前渦輪增壓的市場占有率逐漸增大，DSF和渦輪增壓又存在怎樣的關(guān)系？對此，許總坦言：“渦輪增壓主要為小型發(fā)動機(jī)增加動力性能，而DSF動態(tài)跳躍點火技術(shù)幫助較大功率發(fā)動機(jī)在需要的時候?qū)崿F(xiàn)動態(tài)小型化，這兩種技術(shù)是鄰居關(guān)系，市場有對小排量發(fā)動機(jī)的需求，也有對大排量發(fā)動機(jī)的需求，這兩種技術(shù)可以各自滿足不同的市場需求，不會互相替代。”
“目前主機(jī)廠想要做中大排量的發(fā)動機(jī)，做SUV，但其油耗沒法滿足當(dāng)前法規(guī)的要求，主機(jī)廠面臨很現(xiàn)實的問題，因為不可能將2.0發(fā)動機(jī)從產(chǎn)品序列中去掉，這是當(dāng)前市場的痛點，我們想解決這個痛點?！痹S總說到，“按每個主機(jī)廠產(chǎn)品序列從低到高，其中高排量有很多1.6L以上的發(fā)動機(jī)，我們現(xiàn)在就是幫助解決1.6L以上這個痛點。我們的目標(biāo)是希望能盡快在今年年底、明年年初有比較清晰的量產(chǎn)化項目可以啟動，最終我們希望在2020年左右能在中國國產(chǎn)DSF技術(shù)。 法規(guī)要求，2020年乘用車新車平均油耗為5 L/100 km，我們要在2020年這個時間節(jié)點前和盡量多的客戶開展量產(chǎn)合作，共同迎接挑戰(zhàn)?！?br />
