全球首创!现代汽车发布CVVD技术黑科技动力

行业资讯第一新车 2019-09-12 14:57

当节能环保、绿色出行成为当今世界移动出行的大主题,越来越严苛的环保排污标准,也让新能源动力逐步走向台前,似乎取代传统内燃机,已经成为了必然趋势。不过,深究机械产品出行特点,就目前新能源动力类型而言,或因后期环保问题、续航能力问题、配套设施问题,新能源动力仍需继续走向成熟,在现阶段,传统内燃机的地位仍不可取代。那么问题来了,在节能环保大主题下,传统内燃机究竟应该如何才能跟上时代的步伐,在提供充沛动力的同时,兼顾能耗与环保问题呢?

对此,现代汽车给出了解决方案。

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现代汽车SmartStream G1.6T-GDi发动机搭载CVVD技术

不久前,现代汽车率先于全球车企,正式发布了SmartStream引擎技术中最新的CVVD(Continuously Variable Valve Duration)连续可变气门持续期技术,该技术将使用在现代汽车1.6T-GDi SmartStream直喷汽油涡轮增压发动机中。

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CVVD技术可提升4%性能、5%节油性、减少12%污染排放

CVVD连续可变气门持续期技术,是现代汽车基于兼顾油耗、性能、环保需求而研发的发动机技术,通过可变气门开闭持续期控制技术,实现5%节油性提升、4%的性能提升、以及减少12%的污染排放,在传统内燃机已经达到成熟稳定期的基础上,实现性能科技的再突破。

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发动机工作情况及气门开闭时机

那么,CVVD这项改善发动机工作效率的技术,是因何被提出的呢?我们先从CVVT连续可变气门正时技术聊起。

众所周知,内燃机是通过“吸气、压缩、做功、排气”四冲程完成一个工作循环,从而将热能转化为机械能,通过传动箱为车辆提供前进动力。其中,“吸气、排气”两个工序需要凸轮轴控制气门开闭,通过米勒循环特性将气门开闭时机与活塞运动周期叠合,完成发动机工作循环。为了改善发动机工作效率,CVVT连续可变气门正时技术,可根据发动机工作状态调整气门开闭时机,这样就可以在发动机全力工作时增大进气量,提高做功转化的动力输出,而在发动机怠速运行时可减少进气量,减少燃油混合气进入汽缸的比例,以此达到节油的目的。

不过,CVVT技术仅可以实现气门开闭时机的改变,却不能实现气门开闭时间的持续,因此对于发动机工作效率的改善,还有更大提高的空间。而这,也就是为什么要推出CVVD技术的根本原因。

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CVVD系统采用电控偏心轴机构

那么,CVVD技术是如何实现气门开闭时间持续性改变的呢?这就要从CVVD系统的核心机构——偏心轴机构说起了。从机械原理来看,常规发动机控制气门开闭是通过同心曲轴凸轮轴来实现,不过,由于同心轴运转周期恒定,并且凸轮轴触发气门开启的形式为顶点式开启,因此常规发动机只能完成气门的开闭动作,无法控制气门开启的持续时间,而这也就导致车辆无法在发动机不同工况下采用最适合的空燃比进行燃烧,发动机工作效率相对较低。

为在此瓶颈上实现突破,现代汽车采用了由凸轮轴总成、控制模块、驱动电机三大部件构成的CVVD系统结构布局,其最核心的亮点就在于电控偏心轴机构。首先,电控偏心轴机构的凸轮轴心可电控偏执移动,通过传感器感知发动机即时工况后,电控系统会将凸轮轴心移动至适当位置,从而改变凸轮触发气门开启的时机与持续时间,为发动机提供即时最适合的空燃比。其次,不同于传统发动机凸轮轴,电控偏心轴机构采用对称椭圆形凸轮设计,其触发气门开启形式也从传统的顶点触碰式开启,变为了顶面滑动式开启,由于触发面相对较长,因此可以控制气门开启的持续时间也更长,这也就是实现可变气门持续期的技术原理。

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CVVD技术让发动机工作效率更高

举例而言,假设车辆以匀速行驶,此时进气气门会在发动机吸气冲程至压缩冲程的中段保持开启,如此一来可以有效降低行程运转阻力,并减少燃油混合气比例实现节油性;至于需要较多动力的高负载状态下,进气气门则会在引擎压缩冲程初期关闭,让上行活塞具备更大容积的燃油混合气量进行空气压缩,由此获得更高的爆炸热能,从而转化出的机械能可为车辆提供更强大的动力输出。

也正因如此,搭载了CVVD技术的发动机相比于传统内燃机,能够实现性能提升4%、燃油性提升5%、污染排放减少12%,也就不足为奇了。

汽车是一个精密机械设备,任何一项先进技术都无法脱离整体系统独立发挥优势。CVVD技术同样如此,在整套动力总成技术方面,CVVD与现代汽车SmartStream发动机热能管理系统协同发挥优势,配合低摩擦阻力零件,可以让发动机在运转过程中减少34%的摩擦损耗,并且将涡轮增压发动机的引擎压力从250bar提升至350bar,令燃油混合气雾化效果更优异,燃烧效果更加显著。

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CVVD技术强化了现代汽车产品的核心竞争力

CVVD技术的加入,进一步确立了现代汽车在全球发动机动力技术领域的领先优势,也成为了现代汽车深化发动机领域竞争力的有力支持。作为与现代汽车一脉相传的北京现代,依托于现代汽车深厚的技术储备,未来也会将更多新技术引入国内,为北京现代强化产品竞争力的同时,为中国消费者带来全新驾驶体验。