可变气缸发动机

可变气缸(Variable Cylinder Management)

车辆起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下，该发动机将会把全部6个气缸投入工作。在中速巡航和低发动机负荷工况下，系统仅将运转一个气缸组，即三个气缸。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用4个气缸来运转。

借助三种工作模式，VCM系统能够细致地确定发动机的工作排量，使其随时与行车要求保持一致。由于系统会自动关闭非工作缸的进气门和排气门，所以可避免与进、排气相关的吸排损失，并进一步提高了燃油经济性。VCM系统综合实现了最高的性能和最高的燃油经济性-这两种特性在常规发动机上通常无法共存。

VCM通过VTEC系统关闭进、排气门，以中止特定气缸的工作，与此同时，由动力传动系控制模块切断这些气缸的燃油供给。在3缸工作模式下，后排气缸组被停止工作。在四缸工作模式下，前排气缸组的左侧和中间气缸正常工作，后排气缸组的右侧和中间气缸正常工作。

非工作缸的火花塞会继续点火，以尽量降低火花塞的温度损失，防止气缸重新投入工作时因不完全燃烧造成火花塞油污。该系统采用电子控制，并采用专用的一体式滑阀，这些滑阀与缸盖内的摇臂轴支架一样起着双重作用。根据系统电子控制装置发出的指令，滑阀会有选择地将油压导向特定气缸的摇臂。然后，该油压会推动同步活塞，实现摇臂的连接和断开。

VCM系统对节气门开度、车速、发动机转速、自动变速箱档位选择及其它因素进行监测，以针对各种工作状态确定适宜的气缸启用方案。此外，该系统还会确定发动机机油压力是否适合VCM进行工作模式的切换，以及催化转化器的温度是否仍会保持在适当范围内。为了使气缸启用或停用时的过渡能够平稳进行，系统会调整点火正时、线控节气门的开度，并相应地启用或解除变矩器锁定。最终，3缸、4缸和6缸工作模式间的过渡，会在驾驶员觉察不到的状态下完成。多级可变排量控制系统(MDS-Multi-Displacement System) MDS是为克莱斯勒的Hemi发动机量身打造的多级可变排量控制系统，全称为MDS-Multi-Displacement System。

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，是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，而当发动机需要关闭气缸时，卡销松开，滑块便能够上下滑动，挺柱上下移动时滑块与挺柱发生相对运动，不再推动推杆，这样一来气门就被关闭，同时ECU停止向该气缸喷油，便达到了"关闭气缸"的效果，实现了"排量可变"。

在MDS技术的支持下，这台5.7L Hemi发动机通过ECU对发动机负荷、工况的判断，能够以4缸或8缸运转，发动机对称关闭4个气缸，剩下的4个气缸则组成了一台"V4"发动机，使发动机依然能够保持较好的平顺性

由美国centroid拍摄的汽车气缸加工的视频，展示了各种加工工艺，在youtube上点击率超高，大家又有眼福了！

气缸体是发动机的主体，其主要加工表面有：上表面（和气缸盖接合）、下表面（通过油垫和曲轴箱接合）、前后面、缸孔、轴承盖座面、装上轴承盖与轴承后形成的曲轴孔以及作为工艺基准的平面和孔，主要的加工方法为铣、镗和钻等。

气缸盖接合面加工

气缸体的制造材料通常为铸铁，随着汽车轻量化的不断发展，近来铝制气缸体也得到了广泛使用。

为保证铝合金缸体孔壁具有足够的耐磨性，降低活塞运动中的摩擦因数，缸孔均采用内镶灰铸铁气缸套的办法。因此就形成了缸体上表面与缸盖的接合面是双金属表面，如果是V形缸体，则上表面有左、右两面为不同金属，这两种金属一个塑性较好，另一个脆性大些，铝合金切屑易黏附在刀具上，使加工表面恶化，一旦磨损很易生成毛刺，一般刚性差、易颤振；铸铁则较脆易崩口。如果加工后两者不在同一平面上，会直接影响到燃烧室的密封程度，从而影响发动机的性能。那么如何选择合适的刀具和工艺来保证严格的平面度以及表面粗糙度要求？如何消除孔口及边缘部分的崩口、毛刺？

为解决这些问题，考虑到气缸盖接合面铝材面积较大，所以选择对铝加工切削性能好、切屑黏附性小的PCD（金刚石）刀片；对铸铁切削性能好的CBN（立方氮化硼）因对铝屑的黏附性大，未被选用。同时优化设计精加工所用带PCD刀片面铣刀的前角、主副偏角以及刀尖圆弧半径等，以均衡对两种金属的挤压力和弹性变形。

此外，气缸体为了散热，结构上有很多冷却孔，加工中极易残存切屑，而使发动机冷却性能恶化，而要除去大量的切屑常费时费力，增加成本。为此，开发可同时解决切屑处理、冷却孔积屑以及粉尘问题的吸引并集屑的铣刀附加结构。该结构通过利用离心力、工厂压缩空气的或专门的吸尘器技术的方式，解决以上的问题，客户可根据需要选用，从而达到改善生产环境、降低加工成本的目的。而铸铁制的缸体可应用的装CBN（立方氮化硼）刀片的面铣刀，其中多齿数可进行大进给粗加工，以获得较高的加工质量和生产效率。

气缸缸孔加工

为保证缸孔与活塞有合适的间隙，缸孔的精度要求很高，采用多刃镗刀。

粗加工用的镗铣刀刀片选用性价比高的硬质合金材料并带CVD涂层，刀片具有能降低切削负荷的断屑槽。

半精加工和精加工采用往复都可以加工的复合镗铣刀，镗铣刀往下时，相当于推镗以进行半精加工，回复时复合镗头中拉杆向上拉动联杆机构使精加工刀头伸出，一面旋转一面向上进行精加工相当于拉镗；这种镗铣刀具有与专机配合的外径伸出调整机构，调节拉杆抽出量即可补偿精加工刃的磨损；此机构还可与专机内测定系统相联系，使加工精度和刀具寿命能达到均衡；另外，这种刀具还带有减振器可防止加工中多种因素引起的颤振。

半精加工和精加工刀片选用切削速度高，耐磨性好，能长期保持高精度加工的CBN材料。

曲轴轴承孔加工

气缸体上有支承曲轴的轴承座，在其上安装轴承盖，装配后形成支承曲轴轴承的孔，该孔对工艺精度和直线度等要求非常高，曲轴安装进去，再与连杆和其他动力输出零部件连接在一起后，就可以旋转工作了。

加工这个多支承的非连续的长孔必须采用高刚性的长镗刀（杆）来加工，因为长径比大常被称为线镗刀，该刀具通常使用在专机上，以进行半精镗和精镗加工。线镗刀分为两种：一是将半精加工的圆刀头和可调整精加工刀夹组合在一起用拉镗的方式进行加工，为提高刚性与抗振性镗杆中心插入硬质合金棒；二是既装可调整加工轴承孔径的刀夹并装上可加工轴承座端面的刀架，装上刀具后，可同时加工轴承孔和轴承座端面。为综合考虑镗杆的刚性和回转平衡性，精心设计线镗（杆）刀在径向和轴向的断面结构形状，精心设计各轴承座孔加工用小镗刀伸出量的可调结构。

铸铁气缸体和轴承盖接合在一起加工问题不大，铝合金气缸体和铸铁轴承盖接合在一起又会碰到双金属加工问题，轴承座在下面承载较大，需和轴瓦贴合更好，因此该方法适用于铸铁加工。

*以上图文整理自网络，编辑汽车保养与维修。

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