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「懂车老王学习笔记」什么是发动机CVVD技术?(2)

2020/9/14 9:25:10 来源:懂车老王 浏览:

近期很多小伙伴都在向老王请教,现代第十代索纳塔和起亚凯酷K5的低配1.5T发动机上面的CVVD技术到底是什么,可靠吗?以及到底能不能买?本期老王就来回答一下各位的疑问。

首先什么是CVVD?

目前主流发动机配气机构主要是VVT和VVL两种,那区别在于第三个字母,T和L,一个代表开闭的时刻,一个代表升程,很多品牌还把他们组合起来用。同时,上述两种技术还有多档可调和无级可变两个版本。通过上述多个维度的组合让发动机达到节油和高动力输出的平衡。

现代集团去年的7月正式对外公布了CVVD,那么这项技术和上述所有的维度都不太一样,CVVD全称Continuously Variable Valve Duration连续可变气门持续期技术,那VVD和VVT、VVL的区别就是最后一个字母换成了D,这个D代表气门开启的持续时长,而不是开启的幅度。那前面的C就代表是连续可变技术,CVVD和CVVL是两种不同的技术路线但目的是近似的,就是在部分工况下,比如高转、大负荷时候,通过让进气模式游走在阿特金森和奥托两种循环之间,来实现提高发动机响应的效果。

那么CVVD究竟是如何调节进气量的呢?

首先我们知道进气门的开闭是由持续旋转的凸轮决定的,凸轮的桃尖顶到滚子摇臂,进而把力传递给螺旋弹簧之上的摇臂从而顶开气门,实现进气的目的。一般来讲,凸轮本身的几何轮廓是固定的,转一圈顶开气门的时间也是固定的,想要改变气门持续时长,就得让凸轮凸出部分顶起滚珠摇臂的时间增加,同时缩短凸轮其余部分与摇臂接触的这部分时间。

那现代这台CVVD说白了,就是在凸轮上再套一层能够让凸轮产生相位变化的偏心机构,让桃尖位置和凸轮轴角度可以有针对性地偏转,发动机收到信号后,驱动调节位置控制器,让偏心轮圆心远离凸轮轴的突出部分,也就是桃尖位置,凸轮轴接触摇臂的时间就会跟着一起延长,气门开启时间也增加了。反过来也可以缩短气门开启时长,比较灵活。

很多人之前质疑这套系统是否会因为复杂导致后期稳定性的下降,在这里大家需要知道,伺服电机发生信号错乱的概率极低的,其次,现代这里布置了多层次的信号冗余就是为了防止上述问题,第三,这套机构其实还是以机械为主,如果不是百万公里之后的剧烈磨损,其他情况问题不大。

所以还是那句话,不要一听说电气化时代就是电动机,也不是人云亦云地上什么电动摇臂,在我看来,对机械的挖掘是永无止境的,电动摇臂或者其他更直接的控制气门升程的方式可以有,但在凸轮轴方面也可以像现代一样做深度挖掘,同样令人佩服。

CVVD没有与其他品牌发动机脱离实质性结构突破

但实话说CVVD所宣传的能够改变压缩比这一点,和通过VVT搬运一下进气门关闭点(IVC)是没有本质区别的。前几期老王也讲过,有像日产VC-Turbo

和本田Ex-Link这种通过机械结构改变压缩比的,而为什么这两家费了九牛二虎之力也要这么干,是因为只通过配气相位来改变有效压缩比的方法是有明显缺陷的。

比如泵气损失,低转速扭矩不高,减弱缸内混合气流动,对相位的精度要求比较高,所以目前现代汽车CVVD这个设定,老王的点评叫做【省油有余动力一般】不过老王发现CVVD并非止步于此,现代起亚的野心其实大到直接跨越了4冲程内燃机的范畴,达到了6冲程发动机的地步。

什么叫6冲发动机?和CVVD关联性如何?

其实这个概念很复杂,简单来说就是在4冲的最后一个排气冲程之间,插入喷水汽化冲程,将排气冲程切分为三段,共计六个冲程。

但这种发动机目前仅停留在试验机阶段,理论优点就是保证动力同时进一步降低油耗,喷水机构成本还不高;但弊端也非常明显就是第五、六冲程如果不润滑,气缸的磨损、腐蚀十分严重。那么就必须通过很好地控制气门的开闭来精确控制喷水的时刻,这里面CVVD由于可以自由地控制气门持续期,对6冲程帮助很大,老王这里有一篇现代发表在美国机械工程师协会(ASME)的论文佐证这种观点

里面写道:在正气门重叠PVO和负气门重叠NVO的条件下利用二次喷射和CVVD产生的可调气门持续期可以成功创造出六冲程GCI发动机的操作,而且可以大大扩展发动机的功率调节范围。

当然,目前来看即便是国外的1.6T只是个4冲,有的人说CVVD只是在概念上碰瓷实际上就是个VVT plus,但老王认为这是现代汽车为未来打造的前瞻布局。

宝马M4 GTS这辆车实际上并非6冲发动机

正如宝马M4 GTS这辆车使用放置在后备箱挡板下方容积为5L的水泵,当发动机进入高负荷运转时,通过三个注水阀分别对6个缸喷水达到显著冷却进气温度的这种效果,从而允许更高的涡轮压力以及实现提前点火,减少发动机震动的效果。这是我认为最接近六冲发动机的结构了。

实际上话都说到这了,在这我们必须要介绍一个人

——Albert·Biermann 对宝马熟悉的人应该都知道前面说的那台喷水发动机跟他关联度很大。在搞了这台车之后又搞了E92M3GTS紧接着他又想搞一辆更极致运动的1M但多次向董事会提议都遭到拒绝。索性就和M部门的掌舵Kay Segler博士一起俩人自掏腰包研发了1M。

这种运动极致和热血的感觉也让在观望之中的现代汽车向他伸出了橄榄枝。于是在2015年Biermann辞去了M部门的工作只身来到了韩国。在一次采访中他也表示跳槽到现代后的自由度比在宝马时候大得多他第一个项目就是 i30N相比动力它更注重驾驶质感和操控的极致发挥。

Biermann对于宝马下场与大众贴标R-line以及虚假的量产AMG系列争抢低端市场的残羹剩饭深恶痛绝。不过他也坦言现代的N部门与之前的M部门相比,技术实力差距很大,在这里老王猜测,他的到来给Smartstream体系下的CVVD注入了更强大的技术背书,6冲程发动机减排的同时保证运动属性,也给现代汽车的用户一种强烈节能愿景

就中国市场目前的反馈来看,如此高成本的研发让用户买账,仍然是一个非常困难的系统工程,毕竟连宝马都不再追求核心小众粉丝,转而迎合互联网内容泛化背景之下的浅层次需求了。当然,外来的和尚好念经以及韩国人乃至整个亚洲对欧洲面孔的过分尊重,也是Biermann在现代汽车混的风生水起的原因之一。那么在Biermann的带领下。未来现代汽车在内燃机方面,是否会有更大技术的突破,大佬跳槽到底是吉祥物的迁移,还是M部门运动精神体系的重新注入。我们拭目以待

我是老王,喜欢我,就关注我。爱大家,下期见。

看看网友怎么说

痴迷技术的狗子:干货#汽车# [赞][赞][赞]

新能源在路上:韩系车性能挺不错的吧

唏嘘嘿呦:老王绝对的汽车工程师。专挑车评人刺的66号对老王也不得不佩服。老王对整车的工程系统的知识面,是国车评人唯一的一个懂技术的

键盘好脏:这次文章看起来容易懂一些,好赞[赞][赞][赞]

秋刀鱼会过期A:简单来说就是控制气门开启时间长短吧,不知道这样理解对不对

物是人非156873324:能不能耐用谁说没用,只有时间能证明一切

Mike9887:[666]就爱看硬核文章,爱老王👑

爱喝牛奶的麦兜:学习了

浮沉1970:韩系车的技术并不差,但国内却认为自主品牌已经全超越了韩国车,可笑至极!

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