气缸关闭系统：解析其工作原理、是否会出现故障，以及能节省多少燃油

Antonio Roncero @roncero_antonio 5 January 2022 6 min.

许多汽油发动机车型采用气缸关闭系统，以降低排放和油耗。本文将为您解析这项技术的工作原理，以及它是否真正值得拥有。

随着越来越严格的排放法规，每一滴节省下来的燃油，每一克避免排入大气的二氧化碳排放，都弥足珍贵。因此，汽车制造商多年来一直在研究、开发并应用各种可用于内燃机的技术，力求在不牺牲动力、驾驶手感与响应性的前提下，降低油耗和污染物排放。总而言之，就是在不影响性能与驾驶乐趣的前提下实现这一目标。

这一理念绝非新鲜事物，尽管如今各类汽车都在使用这项技术：从豪华轿车、多缸性能跑车，到搭载三缸或四缸小排量发动机的小型车，皆有应用。据称，这项技术在汽车上的首次应用要归功于通用汽车，其在80年代凯迪拉克车系所用的V8发动机上率先推出。可以说是一种临时性的“小型化”（downsizing）。

如今，我们可以在 Porsche、Mercedes、Honda 等车型的发动机上找到这项技术……不过，真正使这项技术普及的是 Volkswagen集团，它于2011年首次将该技术量产应用于四缸发动机，即1.4 TSI。目前，该集团的许多车型所配备的1.5升四缸发动机仍在使用这一技术。

通常，出于平衡性的考虑（确保发动机平稳运转），会关闭一半的气缸。但也有奇数缸发动机采用这一技术，例如 自2016年在Fiesta上首发的1.0 Ecoboost的升级版本Ford，此时只关闭三缸中的一缸。因此，这项技术既可见于 Seat Ibiza 这类用于日常通勤的小型车，也可见于 Audi R8 V10 这样的性能跑车。

带气缸关闭功能的发动机是如何工作的

如前所述，其目的是降低排放和油耗，使发动机在特定工况下如同一台更小排量的发动机那样运转。关闭气缸并不意味着这些气缸停止往复运动。系统只是通过配气机构阻止被关闭气缸的进、排气门开启，这些气缸内不再发生燃烧；不过也有少数情况是直接切断这些气缸的燃油喷射（例如Volkswagen集团的6.5升V12发动机）。

在最常见的系统中，即通过关闭气门来实现的方案，当气缸处于关闭状态时，活塞仍会运动，压缩留在缸内的气体。这些气体可能是关闭前最后一次燃烧的残余废气，也可能是最后一次吸入的“新鲜”空气。此后活塞在缸内上下运动时没有燃油喷入，从而将活塞的做功负荷降至最低。您可以通过这段非常直观的视频了解其工作原理：

https://www.youtube.com/watch?v=uRCCFIT_m5w

气缸关闭功能仅在特定时段启用，即车辆在油门负荷较小的情况下行驶时。在这些工况下，发动机的所谓“泵气损失”较大，因为进气歧管中产生真空，发动机难以将足量的空气送入燃烧室。关闭部分气缸后，其余气缸便能以更高的负荷、更高效地工作。

驾驶时能感觉到气缸关闭系统的作用吗？

这些系统的设计目标是让驾驶者察觉不到其介入，它只会在非常特定的工况下介入——中等转速、低负荷——且持续时间极短。

例如，在Volkswagen集团的一台四缸发动机上，它通常只在约1400–1500转/分至4000转/分的范围内工作，且扭矩需求很低（25至100牛·米），并需满足特定的温度、车速等条件。事实上，在某些车型上，仪表盘会显示部分气缸已被关闭的提示。

显然，气缸关闭时发动机输出的功率会有所下降。但这正是关键所在：该系统仅在加速需求较低时工作。一旦您踩下油门、需要发动机响应，所有气缸便会在短短几毫秒内全部恢复工作。

那么发动机的平衡性如何？少几个气缸工作，会不会增加噪音或振动？确实如此，但制造商也会借助技术来弥补这一“副作用”。以Ford的3缸Ecoboost为例，他们会优化双质量飞轮并采用加强型离合器。在V8发动机上，通常关闭2、3、5和8号气缸，使点火顺序相当于一台V4发动机（1、4、7、6号气缸工作），并配合主动式发动机悬置来消除振动。