隨著汽車市場逐漸向電動化轉變,傳統的內燃機在技術上的創新性越來越低,即使發生了變化,也與電動機等零部件緊密整合。 接下來,我們來談談科尼賽克的FreeValve技術,該系統最大的特點是省去了凸輪軸等裝置,使每個氣門都可以獨立控制,這不僅簡化了發動機的結構,而且實現了輕量化。 當然,科尼賽克並不是唯一開發的技術,還有菲亞特集團和觀致汽車等汽車公司開發的技術。
在分析FreeValve技術之前,我們先來看看傳統內燃機的氣門驅動結構。 在傳統的內燃機中,無論是SOHC(單頂置凸輪軸)還是DOHC(雙頂置凸輪軸),凸輪軸都控制氣門的關閉和開啟,從而配合活塞的上公升和下降,實現進氣、壓縮、工作和排氣四衝程。 為了使氣門在準確的時間開啟或關閉,曲軸驅動輪通常通過皮帶或鏈條與凸輪軸驅動輪連線,這通常稱為氣門相。
無凸輪軸設計
與傳統的凸輪軸-氣門控制系統不同,科尼賽克提供代號為TFG(Tiny Friendly Giant)的三缸2發動機。在0T雙渦輪增壓發動機上,採用FreeValve技術,省去了凸輪軸、搖臂、VVT正時輪和正時鏈等機械裝置,採用氣動、液壓和電子執行機構直接控制各氣門的關閉和公升降。 這不僅意味著發動機更輕,而且氣門公升程、啟閉時間可無限調節。 換言之,科尼賽克的系統可以不受影響地實現奧托迴圈、公尺勒迴圈和阿特金森迴圈之間的完美切換,最大輸出功率為450kW,峰值扭矩為600N·m,三颱電機可為1在 100 秒內突破 9。
雙渦輪增壓兩級增壓
除此之外,FreeValve系統還可以與雙渦輪增壓器結合使用,以實現兩級增壓。 在TFG發動機上,乙個渦輪增壓器連線三個排氣閥(每個氣缸乙個),另乙個廢氣輪機連線到其他三個排氣閥。 當發動機低速或低負荷執行時,排氣門只開三次,所有廢氣都排入一台渦輪機,從而提高低扭矩,減少渦輪遲滯(這有點類似於VTG可變截面渦輪增壓器,只不過乙個是在氣門控制上大驚小怪, 另一種是從渦輪增壓器開始,但目的是減少渦輪滯後);當發動機以高轉速或過載執行時,所有六個排氣閥都開啟,廢氣被排放到兩個渦輪增壓器中,從而優化渦輪增壓效能並減少過度增壓。
1.該系統的複雜性決定了其製造成本和維護成本過高。 雖然自由閥技術通過減少機械裝置數量具有許多優點,但無凸輪軸設計的開發和製造成本高於或遠高於傳統系統,其高度複雜的電子控制系統和軟體也會導致維護難度線性增加。
2.容錯能力低。 FreeValve 系統的高度複雜控制對 ECU 演算法、感測器輸入和執行器響應提出了很高的要求,並且它過於依賴 ECU(發動機控制計算機)來控制氣門。 換言之,這些元件中只有乙個的響應延遲就可能導致發動機故障。 例如,如果ECU錯誤,會導致氣門及時關閉,導致發動機損壞; 例如,如果ECU沒有出錯,但控制氣門的執行器出了問題,結果也會損壞發動機。
3.汽車市場正在從傳統的內燃機驅動轉向新能源驅動。 隨著環保法規的逐步加強和電池成本的不斷下降,電動汽車等新能源汽車的技術正在迅速成熟。 作為一項創新的內燃機技術,科尼賽克自由閥技術在當前市場環境下仍將面臨來自電動汽車和其他替代能源汽車的激烈競爭。
總體而言,科尼賽克自由閥技術在提高內燃機的效能和效率方面確實具有創新性,但其高昂的成本和複雜的控制使其難以大規模推廣。 再加上環保法規的壓力、電動汽車技術的成熟和消費者偏好的變化,使得乘用車市場難以生存。