节食时代—克莱斯勒57LHemi发动机MDS技术浅析.docVIP

节食时代 ——克莱斯勒5.7L HEMI发动机MDS技术浅析 可变排量技术对于大排量发动机的经济性提升是一个很好的解决方案，通过关闭相应的汽缸来达到降低能耗的目的。当前应用可变排量技术的主流厂家主要有奔驰、通用、克莱斯勒、本田等厂商，这些厂商实现“可变排量”的技术略有差异。在今年4月份的院报里，我们探讨过《本田可变汽缸技术》，现在我们来了解一下克莱斯勒的“可变排量技术”——MDS多级可变排量控制系统。 在介绍MDS之前，首先要纠正一个大家的误区。由于我们经常看到“HEMI”与“MDS”一起出现，所以不少人以为HEMI发动机就是带有MDS技术的发动机、甚至将它们混为一谈。但实际上，HEMI和MDS完全是两码事。克莱斯勒的HEMI是源于“Hemispherical”一词的缩写，是由于发动机采用了半球形燃烧室而得名。HEMI发动机自上个世纪五十年代起就已经诞生，至今已繁衍了半个多世纪。其特点是发动机气缸的进排气门采用倾斜角度布置，以更好的利用气流提升气缸的进排气效率，气缸燃烧室因此而呈半球形，这种气缸结构设计一直沿用至今。这些，都和MDS技术完全没有关系。直到2005年，MDS技术应用在HEMI发动机上并正式搭载量产车型，HEMI发动机从此在名称里面才多了一个MDS。 HEMI发动机还有一些共同的特征，那就是他们都是每缸两气门、单凸轮轴的设计，所有的气门由特别设计的推杆和气门摇臂驱动，凸轮轴上则集成了所有气缸的进排气门所需要的凸轮。一直到今天，我们在5.7L和6.1L HEMI V8发动机上还能看到这种传统的OHV（顶置气门）结构，这种结构的凸轮轴依然设计在气缸一侧，8个气缸共用的一根凸轮轴则位于V型气缸的正中央，这种结构的优势在于充分利用了空间，而且推杆和摇臂轴等机械结构运转的噪音和振动也通过当代的汽车工业技术得到了很好的改善。不足在于，这套机构本身消耗的动力较大，在传递效率上无法和当代的SOHC（单顶置凸轮轴）甚至DOHC（双顶置凸轮轴）相比，不过对于大排量的HEMI来说，这点损耗也许不算什么，而其可靠性和耐久性是现今许多先进的发动机无法比拟的。 摸清了HEMI发动机的来龙去脉，我们就更容易理解MDS技术的特点。我们都知道，大排量发动机天生下来就是与所谓的“经济性”背道而驰的，便宜的石油、宽阔的道路加上城市与乡村的格局让老美们一直热衷于各种“全尺寸”车型和大排量发动机并乐此不疲。 不过，随着在经济性上优势明显的日韩车型对本土汽车厂商带来的冲击渐渐明显，再加上人们对“能源危机”的日益关注，阔绰的美国人也开始琢磨着如何能把大排量发动机的胃口控制起来。仿佛大家都默认如今已进入“节食时代”了。人们发现控制大排量发动机在低负荷工况下的燃油消耗是最有意义的，于是大家便开始着手研究控制发动机在低负荷工况下油耗的方法，以求找到性能和经济性的平衡点，各种可变排量技术也就应运而生。 戴姆勒-克莱斯勒率先于2001年推出了配置ACC(Active Cylinder Control主动气缸控制)技术的5.8L V12发动机并将其应用在了在奔驰CL600和S600两款车上，不过这款发动机仅仅一年之后就停产、淡出了人们的视线。之后，克莱斯勒打算为自己的发动机也开发相应的技术，他们找来了曾参与ACC项目上合作过的埃贝赫（Eberspaecher）公司，只不过这次参与开发的是埃贝赫的北美中心-Eberspaecher North America，他们共同为克莱斯勒的HEMI发动机量身打造了MDS-Multi-Displacement System多级可变排量控制系统。 所谓的MDS，实质上与其它的可变排量技术一样，都是依靠关闭相应的汽缸来达到节省能耗的目的。由于HEMI发动机采用的是OHV的结构，凸轮轴山布满了凸轮，无法像本田的VCM发动机那样设计比较复杂的副摇臂和液压控制的连接机构，所以只能在原先的结构上想办法。 HEMI发动机的气门是由凸轮轴-挺柱-推杆-气门摇臂这些机构的串联动作来驱动的，任何一个环节如果能够中断便能够实现关闭气门的设想，但是由于发动机的工况需求，要求气门的开启和关闭控制都足够迅速，这样才能够保证平顺性和较快的响应速度，保证V8发动机原本应有的乐趣。 最后，工程师们决定在与凸轮接触的挺柱上面做文章。他们为HEMI发动机的挺柱设计了独特的滑块结构，滑块与气门推杆相连，滑块下方有一个可以定位的卡销。卡销可以使滑块与挺柱成为一体、推动气门推杆，或者使滑块活动，使挺柱无法推动气门推杆。工程师们为卡销在发动机中设计了独特的油道，依靠润滑系统中的润滑油提供液压推动卡销（电磁阀控制），卡销本身带有回位弹簧，当液压消失时便能够自动回位。在发动机正常运转时，卡销将卡住滑块使之不能上下自由移动，挺柱直接推动推杆驱动气门摇臂，而