起亞CVVD技術有多牛?我們拆了一臺發動機給你看

2020-08-07 11:50:12 作者:冷博文

  【太平洋汽車網 技術頻道】眾所周知,傳統內燃機在做功運轉的過程中,需要空氣中氧氣的參與,而伴隨著發動機工況的不同,所需要混合空氣的比例也是不同的,這就是“空燃比”的概念??杖急冗^高,油耗會低,但產生的功率較少;空燃比過低,輸出功率會很大,但油耗會隨之增加,并且會伴隨著燃燒不充分,排放不達標。

  隨工況匹配精準的空燃比,是眾多發動機研發企業共同面臨的課題,主要是在進排氣系統上進行調節,像本田的V-tec、豐田的VVT-i、日產的可變壓縮比等等技術,都是在用不同的機械結構改變進入氣缸的空氣比例。

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  在以往一系列的可變氣門技術中,只是對氣門開啟的時間(相位)、氣門的升程進行調節,而此次起亞汽車推出的CVVD,則是在一個新的維度上對氣門進行控制。

K5 CVVD

  CVVD技術實現了發動機在氣門控制技術領域新的突破,其中,最后一個字母“D”即“持續期(Duration)”,代表氣門開啟持續的時間。CVVD是“可以將氣門保持開啟狀態的時間根據發動機狀態進行最優化可變控制的技術”。它能夠在不改變氣門升程的前提下,合理控制氣門的打開時機和持續時間。

K5 CVVD

  CVVD系統,主要作用在發動機進氣端,通過CVVD執行機構,對氣門開啟時間長短進行控制,執行器為一個驅動電機,通過蝸桿能進行無級調節。

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  通過蝸桿,控制滾針軸承的橫向位移,同時調整滾針軸承內的偏心輪,從而對氣門開啟時間長短進行調節。值得一提的是,這套機構很巧妙地采用了蝸桿齒輪,除了能夠精準控制外,力的傳遞方向也是不可逆的,也就是說凸輪軸上的作用力不會反向傳遞到驅動電機上。

K5 CVVD

K5 CVVD

  CVVD控制系統的精髓就在這個偏心輪上,整一套機構都是圍繞偏心輪展開的設計,以下將重點對這部分進行解析。

K5 CVVD

  先從可變氣門的波形圖說起,傳統CVVT主要改變氣門開啟的時間先后,整體波形不會變,通過與曲軸的相位差來實現不同的進氣比例;CVVL就是改變波形的高度,也就是氣門的升程,我們熟悉的本田V-tec就是這樣,氣門升程越高,進氣量越大;而CVVD改變的是氣門開啟持續的時間,時間越長,波形橫向“越胖”,吸入的空氣量也就越多。

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  通過偏心輪的設計,在凸輪軸旋轉一周的整個循環中,改變旋轉的角速度(通俗理解:左半圈慢、右半圈快),讓作用在氣門挺桿上的時間發生變化,從而實現了不同的氣門開啟時間長短。

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  當偏心輪處于正中間位置時,這時候旋轉角速度保持不變,氣門開啟時間不受偏心輪的影響;當需要更多進氣量的時候,凸輪軸在頂起氣門時角速度變慢,氣門開啟時間也隨之變長;反之不需要太多空氣時,凸輪軸頂起氣門挺桿時角速度變快,開啟時間變短。

  據廠家工程師介紹,當這套系統在極端情況出現故障時,執行ECU會將氣門持續期鎖定某一個固定數值,類似發動機的Limp Home(跛行模式),在模塊或者傳感器信號出現故障的時候,模塊仍舊能夠完成基本的功能,使得汽車仍能以最低要求的性能水平行駛,即使出現極端情況,也不會把你拋棄在路上。

起亞CVVD技術有多牛?我們拆了一臺發動機給你看

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  除了對氣門升起持續時間的調節,現代的這臺發動機也保留了傳統的CVVT可變氣門正時系統,兩個系統可以正常匹配協同工作。

K5 CVVD

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  上面說到,起亞的這套CVVD系統對零部件潤滑的要求很高,因此配備了連續可變油泵,對機油壓力以及流量可以實時調節,以實現更好的潤滑。

K5 CVVD

  其他方面,起亞也為這臺發動機帶來了很多先進的技術,比如智能熱管理系統(ITMS),能更加精確地對熱量進行管理;低壓廢氣再循環 (LP-EGR),能夠降低燃燒溫度,減少爆震,實現更好的燃油經濟性;另外通過拆解也能看到,整車采用了大量輕質零部件,對輕量化的考慮非常到位。

K5 CVVD

K5 CVVD

  總結:現在主流的發動機技術都在進排氣方面努力尋求突破,而起亞CVVD在一個新的維度實現了對發動機進氣更好的控制,在整個技術說明會下來,小編由衷地佩服這套系統的設計師,執行機構巧妙得像一個藝術品。另外,起亞K5凱酷此次帶來了2.0T與1.5T兩款動力配置車型,搭載CVVD技術的發動機在最為走量的1.5T版本車型上,讓更多消費者享受新技術帶來的新體驗,這一點顯現出起亞集團在中國市場上的誠意。(圖/文/攝:太平洋汽車網 冷博文)

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