汽車CVVD技術(shù)可實(shí)現(xiàn)變壓縮比控制

現(xiàn)代汽車集團(tuán)發(fā)布了全球首款“連續(xù)可變氣門久期”系統(tǒng)（Continuously Variable Valve DuraTIon,以下簡稱“CVVD”）。該技術(shù)將用在未來的現(xiàn)代和起亞車型上。7月3日，現(xiàn)代展示了首款采用該技術(shù)的Smart Stream G1.6 T-GDi發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)代汽車稱這是一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的技術(shù),突破了迄今為止發(fā)動機(jī)可變氣門控制技術(shù)的瓶頸和限制,不僅能夠讓“此消彼長”發(fā)動機(jī)性能與燃油率得到同步提升,同時(shí)還可減少尾氣的排放量。

現(xiàn)代的CVVD技術(shù)不僅優(yōu)化了發(fā)動機(jī)的性能和燃油效率，而且可讓發(fā)動機(jī)變得更加環(huán)保。該氣門控制技術(shù)可根據(jù)行駛工況，對氣門的開關(guān)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。僅在500ms時(shí)間內(nèi),CVVD技術(shù)可進(jìn)行1400步超精密吸氣氣門開啟狀態(tài)的調(diào)整，從而可將發(fā)動機(jī)性能提升4%，燃油效率提升5%，此外還將尾氣排放減少12%。到目前為止，內(nèi)燃機(jī)的性能和效率一直由可變氣門控制技術(shù)進(jìn)行控制，該技術(shù)通過調(diào)節(jié)氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)間，以及氣門開啟的深度，通過燃油攝入-壓縮-膨脹-耗盡這一循環(huán)來讓發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力。

現(xiàn)有的可變氣門控制技術(shù)是管理氣門開關(guān)的時(shí)間，如“連續(xù)可變氣門正時(shí)”系統(tǒng)（ConTInue Variable Valve TIming，簡稱CVVT），或者通過調(diào)節(jié)氣門深度以控制進(jìn)氣量如“連續(xù)可變氣門升程”系統(tǒng)（ConTInuously variable valve lift，簡稱CVVL）。寶馬公司的 Vanos，豐田公司的VVTI，本田公司的VTEC都屬于以上兩種氣門管理技術(shù)的范圍。這些可變氣門控制技術(shù)與CVVD最大的區(qū)別是，CVVT和CVVL不能調(diào)節(jié)氣門開關(guān)時(shí)間。現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)循環(huán)有三種,分別是油耗率優(yōu)先的阿特金森循環(huán)、側(cè)重性能的米勒循環(huán),以及平衡油耗及性能的奧托循環(huán),不同類型定位的發(fā)動機(jī)只能選擇其中之一來設(shè)置固定的氣門開啟持續(xù)時(shí)間(Valve Duration)。

無法對不同的行駛工況做出響應(yīng)而CVVD技術(shù)的優(yōu)勢在于,可根據(jù)定速行駛、加速行駛等行駛條件,合理控制氣門開啟持續(xù)時(shí)間,從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)阿特金森、奧托、米勒三種發(fā)動機(jī)循環(huán)的優(yōu)質(zhì)效果。不僅如此,CVVD技術(shù)可將發(fā)動機(jī)的有效壓縮比在4:1至10.5:1范圍內(nèi)進(jìn)行靈活調(diào)整,實(shí)現(xiàn)可變壓縮比效果。而此前日產(chǎn)推出的VC-TURBO可變壓縮比發(fā)動機(jī)則只能通過在發(fā)動機(jī)曲軸部分加入幾個(gè)連桿加控制軸來改變了曲柄連桿的運(yùn)動軌跡，從而達(dá)到改變壓縮比的目的。

對于應(yīng)用了CVVD技術(shù)的發(fā)動機(jī),在發(fā)動機(jī)輸出功率較低的定速行駛情況下,可將吸氣氣門的開啟時(shí)間持續(xù)至壓縮沖程的中后期,以此減少壓縮時(shí)產(chǎn)生的阻力,有效改善油耗;相反,車輛加速行駛時(shí),CVVD技術(shù)將在發(fā)動機(jī)壓縮沖程初期便關(guān)閉吸氣氣門,最大限度地增加燃燒所需的空氣量,由此提升發(fā)動機(jī)扭矩,有效改善加速性能。除了提升車輛性能和燃油率之外,CVVD技術(shù)還可有效減少尾氣排放量。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證,搭載CVVD技術(shù)車輛的發(fā)動機(jī)性能可提高4%以上,燃油率可提高5%以上,而尾氣排放量可減少12%以上。

現(xiàn)代推出的新款4缸汽油渦輪發(fā)動機(jī)Smart Stream G1.6 T-GDi發(fā)動機(jī)，是第一款運(yùn)用了CVVD技術(shù)的發(fā)動機(jī)。Smart Stream G1.6 T-GDi最大輸出功率為180馬力,最大扭矩為265牛米。此外，該發(fā)動機(jī)還使用了低壓尾氣再循環(huán)系統(tǒng)（Low Pressure Exhaust Gas Recirculation，簡稱LP EGR）。EGR系統(tǒng)是指發(fā)動機(jī)排出的尾氣通過再循環(huán)系統(tǒng)，可將部分尾氣輸還給燃燒室，產(chǎn)生冷卻發(fā)動機(jī)效果，這樣可以使廢氣的再循環(huán)量在每一個(gè)工作點(diǎn)都達(dá)到最佳狀況，從而使發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒過程始終處于最理想的情況，最終保證排放到空氣中的廢氣中的污染成份最低。

而Smart Stream G1.6 T-GDi發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)還具備一個(gè)低壓系統(tǒng)，能夠?qū)⑷紵膹U氣重新導(dǎo)回渦輪增壓器壓縮機(jī)的前部，而不是進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，從而能夠提高發(fā)動機(jī)在高負(fù)荷工作狀態(tài)下的效率。LP EGR能夠進(jìn)一步提升發(fā)動機(jī)燃油效率，并減少氮氧化物的排放。此外，Smart Stream G1.6 T-GDi發(fā)動機(jī)還具備一個(gè)綜合熱管理系統(tǒng)，能夠快速加熱或冷卻發(fā)動機(jī)至最佳工作溫度。發(fā)動機(jī)部件之間的摩擦力降低34%，新的高壓直噴系統(tǒng)燃料噴射壓力達(dá)到了350bar，比起現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的250bar燃料噴射壓力高出40%。這使得發(fā)動機(jī)更加節(jié)省燃油。

現(xiàn)代·起亞汽車研發(fā)總裁艾伯特·比爾曼表示:“現(xiàn)代·起亞汽車獨(dú)一無二的世界領(lǐng)先氣門控制技術(shù)CVVD技術(shù)的研發(fā),成為我們提升在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域競爭力的絕佳契機(jī)。未來,現(xiàn)代·起亞汽車將繼續(xù)全力以赴研發(fā)可推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)全新戰(zhàn)略架構(gòu)變革的尖端技術(shù),進(jìn)一步推動汽車的性能和產(chǎn)品競爭力,促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！睋?jù)悉，新款Smart Stream G1.6 T-GDi發(fā)動機(jī)將最先應(yīng)用于現(xiàn)代索納塔上，該車最快將于今年下半年上市。