淺析克萊斯勒5.7L HEMI發(fā)動機MDS技術

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變排量技術是提高大排量發(fā)動機經濟性的一個很好的解決方案，關閉相應的氣缸可以降低能耗。目前應用可變排量技術的主流廠商主要有奔馳、通用、克萊斯勒、本田等廠商。這幾家廠商實現變排量的技術略有不同，我們以后會介紹他們各自的技術特點。今天我們來看看克萊斯勒的“可變排量技術”——MDS多級可變排量控制系統。

◆海明威和MDS完全是兩碼事。

在介紹MDS之前，我們應該先糾正一個誤解。因為我們經常看到“HEMI”和“MDS”一起出現，很多人認為HEMI發(fā)動機是一臺擁有MDS技術的發(fā)動機，甚至會混淆。但事實上，HEMI和MDS是完全不同的東西。克萊斯勒的Hemi是“Hemi”這個詞的縮寫，它是以發(fā)動機中使用的半球形燃燒室命名的。HEMI發(fā)動機誕生于20世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）50年代，至今已有半個多世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的歷史。其特點是發(fā)動機氣缸的進排氣門呈傾斜角度設置，更好地利用氣流來提高氣缸的進排氣效率，使氣缸的燃燒室呈半球形，這種氣缸的結構設計一直沿用至今。這些都與MDS科技無關。直到2021年，MDS技術被應用于Hemi發(fā)動機，并正式配備生產型號。從那以后，Hemi發(fā)動機在其名稱中增加了一個MDS。

Hemi發(fā)動機的名字來源于其半球形燃燒室的設計。請注意，它只使用一個凸輪軸。

Hemi發(fā)動機也有一些共同的特點，那就是它們都設計成每個氣缸有兩個氣門和一個凸輪軸。所有氣門都由專門設計的推桿和氣門搖臂驅動，凸輪軸與所有氣缸的進氣門和排氣門所需的凸輪集成在一起。到目前為止，我們在5.7L和6.1L Hemi V8發(fā)動機上仍然可以看到這種傳統的OHV結構。本周，這種結構的凸輪軸仍然設計在氣缸的一側，八個氣缸共用的一個凸輪軸位于V形氣缸的中心。這種結構的優(yōu)點在于充分利用了空空間。而且，推桿、搖臂軸等機械結構的噪聲和振動也很好地被現代汽車工業(yè)技術獲得。缺點是這種機構本身消耗的功率較大，在傳動效率上無法與當代SOHC甚至DOHC相比，但對于大排量的Hemi來說，這種損失可能不算什么，其可靠性和耐用性是當今很多先進發(fā)動機無法比擬的。

從剖視圖中可以看到V8發(fā)動機中單個凸輪軸和氣門的推桿和搖臂。

◆MDS——大排量發(fā)動機的節(jié)食時代

了解Hemi發(fā)動機的來龍去脈，讓我們更容易理解MDS技術的特點。眾所周知，大排量發(fā)動機與所謂的“經濟”背道而馳。廉價的石油、寬闊的道路和城市鄉(xiāng)村的格局讓美國人總是熱衷于各種“全尺寸”車型和大排量發(fā)動機。然而，隨著經濟優(yōu)勢明顯的日韓車型對本土汽車廠商的影響越來越明顯，再加上人們對“能源危機”的擔憂日益加劇，美國富人開始琢磨如何控制大排量發(fā)動機的胃口。發(fā)現大排量發(fā)動機在低負荷工況下的油耗控制最沒有意義，于是人們開始研究發(fā)動機在低負荷工況下的油耗控制方法，以求在性能和經濟性之間找到平衡點，各種可變排量技術應運而生。

說到這里，就不得不說說克萊斯勒-戴姆勒集團的老親家了。當時，戴姆勒-克萊斯勒在2021年率先推出搭載ACC技術的5.8L V12發(fā)動機，并應用于奔馳CL（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）600和S600汽車，但這款發(fā)動機僅一年后就停產，淡出了人們的視線。之后，克萊斯勒還打算為自己的發(fā)動機開發(fā)相應的技術。他們找到了參與ACC項目的公司eberspecher，但這次是-eberspecher北美，eberspecher的北美中心。他們一起為克萊斯勒的Hemi發(fā)動機量身定制了MDS-多排量系統多級可變排量控制系統。

Hemi發(fā)動機的凸輪軸和氣門挺桿機構

所謂MDS，和其他變排量技術一樣，依靠關閉相應的氣缸來達到節(jié)約能耗的目的。由于Hemi發(fā)動機采用OHV結構，凸輪軸丘上布滿凸輪，不可能像本田VCM發(fā)動機那樣設計更復雜的輔助搖臂和液控連接機構，只能在原有結構上想辦法。

Hemi發(fā)動機氣門由凸輪軸-挺桿-推桿-氣門搖臂的串聯作用驅動。如果任何一個環(huán)節(jié)都可以中斷，那么關閉閥門的想法就可以實現。但由于發(fā)動機的工況，要求氣門的開閉控制足夠快，才能保證V8發(fā)動機的平順和更快的響應速度以及原有的樂趣。

閥門的控制依靠專門設計的挺桿，液壓控制的卡銷可以防止挺桿推動閥門推桿。

最后，工程師們決定對與凸輪接觸的挺桿大做文章。他們?yōu)镠emi發(fā)動機的挺桿設計了獨特的滑塊結構。滑塊與閥門推桿連接，滑塊下方有一個定位銷。定位銷可以使滑塊和挺桿成為一個整體，推動氣門推桿或使滑塊移動，但挺桿不能推動氣門推桿。工程師為發(fā)動機中的卡口設計了獨特的油路，依靠潤滑系統中的潤滑油提供液壓推動卡口，卡口本身有回位彈簧，當液壓消失時可以自動回位。發(fā)動機正常運轉時，卡銷會卡住滑塊，阻止其自由上下運動，挺桿直接推動推桿帶動氣門搖臂。當發(fā)動機需要關閉氣缸時，夾緊銷將松開，滑塊將能夠上下滑動。當挺桿上下運動時，滑塊和挺桿會相對運動，推桿不再被推動，這樣閥門就會關閉，ECU就會停止向氣缸噴油，從而達到“關缸”“變排量”的效果。

在MDS技術的支持下，這款5.7L Hemi發(fā)動機通過ECU對發(fā)動機負荷和工況的判斷，可以運行4缸或8缸。發(fā)動機采用4缸對稱關閉，其余4缸組成“V4”發(fā)動機，使發(fā)動機仍能保持良好的平順性。

關閉四個氣缸后，這臺V8發(fā)動機變成了V4發(fā)動機。

帶有MDS系統的Hemi發(fā)動機于2021年首次投入使用。當時搭載在克萊斯勒的300C、Jeep的大切諾基（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）和道奇Charger（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）上，其皮卡和大排量車也搭載了這款發(fā)動機。然而，克萊斯勒品牌的SRT-8高性能車型所使用的6.1L Hemi V8發(fā)動機并未采用MDS技術。

2021年，第三代大切諾基是最早使用MDS技術的Hemi發(fā)動機的車型之一。

2021年，克萊斯勒的Hemi發(fā)動機生產了新產品。新款5.7Hemi發(fā)動機在原有基礎上增加了VCT技術，即可變正時技術，增加了動力和扭矩，進一步提高了燃油經濟性。該發(fā)動機也安裝在克萊斯勒的混合動力汽車上。升級后，該引擎獲得2021年沃德十佳引擎稱號。

第四代大切諾基搭載2009款5.7 Hemi發(fā)動機，采用MDS和VCT可變正時技術。

國內消費者和這款搭載MDS技術的5.7 Hemi發(fā)動機還是很“有緣”的。從當年的克萊斯勒300C（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）到第三代大切諾基，再到即將上市的第四代大切諾基，分別應用了新舊5.7L Hemi發(fā)動機。如果要說保有量，這臺5.7L Hemi發(fā)動機應該算是國內保有量最高的變排量發(fā)動機了。