在當(dāng)今搭載汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的輕型乘用車內(nèi)，我們發(fā)現(xiàn)一部分車采用了停缸技術(shù)，而更多的車輛采用了氣門機(jī)構(gòu)凸輪定相技術(shù)。這兩種技術(shù)都是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行階段時(shí)工作且都可以在提升燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)為駕駛員提供充足的備用功率。

1981年，通用汽車首次將停缸技術(shù)用于凱迪拉克 V-8 發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)有4缸、6缸和8缸三種配置。相對(duì)原始的電子控制系統(tǒng)、糟糕的發(fā)動(dòng)機(jī)使用感受以及當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制等問(wèn)題使得駕駛員抱怨連連，該技術(shù)很快就退出市場(chǎng)了。2004年，克萊斯勒再次推出改進(jìn)后的停缸技術(shù)，命名為 MDS（多排量系統(tǒng)），應(yīng)用于體積較大的推桿 V-8 發(fā)動(dòng)機(jī)，比如用于乘用車的5.7升赫米 V-8。

通用汽車的停缸技術(shù)首次出現(xiàn)在2005年，最初被稱為“按需排量”，現(xiàn)在已更名為“主動(dòng)燃油管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)只能在負(fù)荷較輕的工況中使用，工作原理如下：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器發(fā)出信號(hào)后，電磁閥將發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油引導(dǎo)至8缸中4缸上經(jīng)改進(jìn)的進(jìn)氣和排氣液壓挺桿。同時(shí)，噴油器也會(huì)接到指令，停止向目標(biāo)氣缸噴油。

▲ 克萊斯勒赫米 V-8 發(fā)動(dòng)機(jī)剖面和 MDS液壓停缸裝置

因此，每個(gè)目標(biāo)氣缸都會(huì)在一次做功沖程后關(guān)閉排氣閥和進(jìn)氣閥，將排氣隔離在缸內(nèi)。接著，活塞對(duì)這些定量的氣體進(jìn)行壓縮和擴(kuò)張，就像彈簧一樣。停工的氣缸不會(huì)產(chǎn)生任何功率，但有助于節(jié)省燃油。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署（EPA）的聯(lián)邦測(cè)試規(guī)范，該技術(shù)可以將每加侖英里數(shù)（mpg）提升5-8%。

這樣一來(lái)，由于節(jié)流閥擴(kuò)大了開(kāi)口，V-8 發(fā)動(dòng)機(jī)中剩下的4個(gè)氣缸才能以更高的效率工作。如有需求，功率也可以迅速地儲(chǔ)藏于閑置氣缸。與搭配液壓凸輪從動(dòng)件的更加復(fù)雜的頂置凸輪（OHC）氣門相比，停缸技術(shù)更為簡(jiǎn)潔便宜，尤其當(dāng)它與推桿/液壓挺桿氣門機(jī)構(gòu)搭配后。

現(xiàn)已公開(kāi)的 OEM 部件成本為100美元左右，有的甚至還不到這個(gè)價(jià)位。本田在 SOHC V-6 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用了該技術(shù)，命名為“主動(dòng)氣缸管理”，主要特色是使用電磁閥來(lái)鎖定、解鎖凸輪從動(dòng)件。然而當(dāng)6個(gè)氣缸中的3個(gè)被閑置后，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)明顯的震動(dòng)，本田只能采用主動(dòng)電機(jī)構(gòu)件來(lái)抵消多余的震動(dòng)，以此消除車內(nèi)噪音。戴姆勒的停缸技術(shù)名為“主動(dòng)氣缸控制”，最早于2001年應(yīng)用于戴姆勒 V-12 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。

隨著硬件使用的普及，硬件成本也在不斷下降，于是可變氣門正時(shí)（VVT）技術(shù)之一的凸輪定相技術(shù)成為了大受歡迎、成本低廉的節(jié)油減排技術(shù)，而且它也能提供理想的功率與扭矩。在正常駕駛中，凸輪處于基本設(shè)定狀態(tài)，進(jìn)氣閥和出氣閥開(kāi)度略微重疊（進(jìn)氣閥和排氣閥都開(kāi)啟），功率容量有限，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性和最少的排放。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出信號(hào)后（駕駛員突然踩下加速踏板），液壓凸輪相位器便將持續(xù)不斷地向前和向后旋轉(zhuǎn)凸輪軸。在一個(gè)電子控油閥的指令下，被加壓的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油將被引導(dǎo)至內(nèi)部包含葉片的相位器。至少進(jìn)氣凸輪（可能也有排氣凸輪）會(huì)在主驅(qū)動(dòng)鏈輪內(nèi)以一個(gè)大約50度的范圍進(jìn)行相位調(diào)整，從而改變閥門正時(shí)。關(guān)閉閥門有提前和延后兩種模式可選。

提前或旋轉(zhuǎn)的凸輪位可以造成更多的閥門重疊，從而加強(qiáng)高轉(zhuǎn)速工況下的進(jìn)氣能力。事實(shí)上，駕駛員還可以暫時(shí)切換至“競(jìng)速凸輪位”，以增強(qiáng)功率的輸出。此外，更高的容積效率還會(huì)提升燃油經(jīng)濟(jì)性。不過(guò)可惜的是，在液壓凸輪相位器完成旋轉(zhuǎn)前有一段延遲（可能是0.5秒或更多）。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的情況（包括夾帶空氣、泡沫、粘度、清潔度和管路壓力等）也可能對(duì)凸輪相位器的性能和反應(yīng)能力產(chǎn)生重大影響。

使用性能級(jí)別或粘度錯(cuò)誤的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油可能損害凸輪相位器的正常工作，液壓停缸系統(tǒng)也會(huì)受到影響。凸輪相位器的啟動(dòng)和速度似乎取決于加速踏板開(kāi)度的改變。也就是說(shuō)，踩得太慢、太輕不會(huì)使凸輪相位器啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，只有用力、快速地踩到底才有用。為了解決液壓/機(jī)油凸輪相位器的緩慢問(wèn)題，Delphi 于2011年3月公布了全電子相位器 e-Phaser，它可以達(dá)到通常反應(yīng)速度的3倍，當(dāng)然成本也增加了。

▲ 液壓凸輪相位器和控制閥門

市場(chǎng)上還有其他一些不使用旋轉(zhuǎn)凸輪相位器的 VVT 技術(shù)，如本田的 VTEC （上世紀(jì)80年代推出）。該技術(shù)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，迅速地在每個(gè)閥門的2個(gè)凸輪葉片（正時(shí)和升程都不同）之間切換 OHC 氣門挺桿。

目前本田正在為乘用車無(wú)凸輪汽油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)電子控制的高級(jí)單獨(dú)閥門作動(dòng)器（電磁、電動(dòng)液壓和電動(dòng)氣動(dòng)作動(dòng)器）。這些作動(dòng)器可以不間斷地改變閥門正時(shí)和升程、調(diào)整閥門持續(xù)時(shí)間、停止氣缸，而且無(wú)需使用機(jī)油。然而這些技術(shù)的實(shí)施將受到高成本和車載計(jì)算需求龐大等問(wèn)題的限制。