作为最热门气门技术,CVVD如何为汽油机力挽狂澜?
上一期《干票大的,解读起亚K5凯酷发动机黑科技》,我们聊到了现代集团的CVVD(连续可变气门持续期技术),评价差异还挺大。
总结最抓眼的热议点,一褒一贬,角度各有不同:
1.CVVD技术突破了迄今为止发动机可变气门控制技术的瓶颈和限制;
2.这些厂商,真能钻牛角尖……都什么年代了,拥抱电力不好麽?
如果拿CPA考试作比,后者好像是在说:“现在考试都允许带计算器了,干嘛还要傻乎乎总结一套前人都没发现的简便算法,使错方向了嘛。”
鞭策确实在理,要知道在世界范围内,已经有多家企业明确停止了燃油发动机研发,比如前些天丰田就宣布停止了V8发动机研发。
因为担心打击消费者信心,暗中降低投入成本的更不在少数。再者说,技术轰动性强如马自达SPCCI(均质压燃)发动机,但让你“买它、买它”,肯定没了十年前的果断。
拥抱电力,可不是说说而已。而且在气门技术已被各家玩出了花的时代,CVVD技术到底强在哪里,能不能给燃油机爱好的一个坚实的反驳理由,很值得我们进一步讨论。
CVVD推出之前,最强的气门技术是啥?
在开聊之前,先提个入门问题:“为什么我们要关注气门技术?”
答案是发动机不同工况下,所需的油量和空气量并非定值,喷油量由喷油器调节,空气量则主要依靠配气系统决定,所以气门技术很关键,这也是本篇讨论的基础。
在上期中,我们已经介绍了CVVD的技术特点,总结有以下这些:
1. 搭载了CVVD技术的1.5T发动机动力性能提高4%以上,燃油效率也可以提高5%以上,废气排放量更是可以减少12%以上。于消费者,于地球村,这项技术都是极好的。
2. 相比都是玩气门的技术,CVVT(连续可变气门正时)只是挪气门的工作时间段,CVVD则依靠一套独特的机械结构,使得气门运行有更灵活的时间宽度,升级成了一颗更强大的“肺”。
CVVD的关键在于凸轮与凸轮轴不直接固联,凸轮与凸轮轴的转速可以不一致。
听到这,大家很容易得出CVVD比CVVT更强的结论。
这当然是没问题的,要知道VVT早在1920年就被推出(单顶置凸轮轴可变气门正时技术),60年代就已经在量产车上使用,现在带有连续可变的CVVT已经成熟到堪称基础配置。
但也正因如此,拿CVVT对比CVVD多少有些牵强。就好比你手持倚天剑,对手得是屠龙刀。真要比逼格,在CVVD之前,最强的气门技术不是VVT也不是VVL,而是“VVT+VVL”。
以丰田的VVTL-i为例,它可以提供更合适的气门开启、关闭时刻,或者气门升程,改善发动机进、排气性能。
具体做法是在VVT-i的基础上增加凸轮升程控制机构,通过油压来调整凸轮轴与正时链条的相对转角及改变进排气凸轮升程,以此来对配气正时和气门升程进行优化,获得最佳的配气正时和气门升程。
VVTL-i为智能可变配气正时和气门升程系统,要说这项组合技术的最大赢家当属日系车企,丰田和本田就对这项技术很热衷。
1999年,第七代Celica跑车就是采用了丰田VVTL-i技术,最大输出功率190Ps,最大扭矩190Nm,并且有着出色的节油性和驾驶乐趣。后来丰田还开发出了Valvematic(连续可变气门升程技术),配合VVT-i使用,对节油性、动力性和排放也都有明显助益。
举个例子,3ZR-FAE的2.0升四缸发动机,相比上一代动力输出最高可增加10%,并能够节省燃油5%-10%,百公里油耗为7.2升(约10%的动力提升),同时二氧化碳的排放减少到164g/km,当年也是节能减排综合实力强劲的好手。
这么看,于技术原理、于综合表现,CVVD好像也没甩开差距?这就要从什么角度理解了。
在笔者看来,CVVD的优势是更加灵活,以及提供了一个新的发展方向(可以理解为避开了竞品专利技术壁垒)。如果把以前这套技术思路比作屠龙刀,特点是大巧不工,现在CVVD则显得更称手,结构更紧致。
说CVVD有更灵活的表现,是因为现在的气门可变技术,普遍只能实现奥拓循环和阿特金森循环,或者奥拓循环和米勒循环之间的切换。
CVVD因为可以实现进气门打开时机和关闭时机完全独立的控制,所以可将发动机压缩比在4:1至10.5:1内进行灵活调整,可以实现奥拓循环、阿特金森循环和米勒循环三者间的自由切换。
举例来说,在车辆匀速行驶状态下,气门将在压缩冲程中后段关闭,以减少压缩时所产生的阻力,切换成有效压缩比小于膨胀比的阿特金森循环与米勒循环,提高节油性;在急加速时,气门将在压缩冲程刚开始时就关闭,在奥托循环模式下为车辆提供强劲的功率和扭矩输出。
把气门技术比作是练太极,CVVD做的是把一招一式都磨炼得通透娴熟,不过气门技术有上限。这时候,像SPCCI技术,就像是练格斗术的,直接打破了次元壁。
要说这项技术是不是把前辈们甩出一条街,肯定是有夸大的嫌疑。
当年本田VTEC是通过高低转的两种凸轮轴来获得高低进气量,CVVD则是通过固定气门升程但不同的开闭持续时间达到相近水平,实现方式不同,效果不能说有质的飞越。
不过技术的天才想法,还达到了同等级稍好的表现,再加上确实也是前人没有去触及的领域,为这就得点赞是不?
AL频道小结
说以上这些,是想告诉大家有三点:
1. CVVD技术不是凭空出现的,它有VVT技术的基底,目的是实现“VVT+VVL”的综合表现。
2. VVT和VVL或者这两项技术的结合体在过去这些年是关注重点,时至今日,这些技术已经呈现出百花齐放;且先前技术的综合表现也不算弱。
3.CVVD技术确实很棒,现代用一套机械结构完成了“VVT+VVL”的效果,并且在机动性表现还要出色;但也不用过于兴奋,毕竟在以结果为导向的当下,燃油发动机的表现已经没有太大的突破空间。
如果说现代有什么没料到的,大概是9年研发时间,同样等来的是电动汽车势如破竹,成为了当仁不让的风口。当然,我们依然相信好的技术、有想法的技术会让消费者共鸣,毕竟燃油机还没反抗下就宣告败退,让不少朋友觉得不硬气呀。