气门

小白车研所CVVD掀起一场气门革命

发布时间:2022/4/30 18:27:41   
一场别开生面的技术讲解,映射出的是起亚对未来的全新布局,不仅仅是产品上的技术布局,更是品牌层面的营销布局。起亚在沉淀了一段时间后,应当是找到了自身的破局之路。在这片神州大地之上,汽车在几十年前还是稀罕玩意,但从年公布的数据来看,中国的汽车产销分别完成.1万辆和.9万辆,即便这一数据同比分别下降7.5%和8.2%,但放眼全球,中国的汽车产销量已然是无可撼动的全球第一。没错,过去的几十年间,中国的汽车市场早已有了翻天覆地的变革,无数选手进场角逐,自然也有不少斗士抱憾退场,如何破局,摆在很多主机厂面前的难题,每一家或许都有不同的答案,但谁也没有预测未来的把握,唯有回望过去的岁月里,眼看着中国品牌车企的迅速崛起,从A0级开始,一路风卷残云杀到B+级市场。“中国品牌崛起第一个瞄准的对手就是韩系”,原以为这只是一句玩笑,但市场的反馈却意外地让人惊诧,以现代起亚为首的韩系品牌,在年中国市场份额约为4.8%,而这个数字,在年曾一度超过10%。韩系品牌真的不如中国品牌?不得不承认中国品牌的发展之迅速,但差距的存在依然客观,从质量上来看,东风悦达起亚是“J.D.Power中国新车质量研究”第一名;从汽车工业水准来看,现代起亚是全世界范围内少有的能独立研发制造一流变速箱(AT、DCT、CVT均有深厚技术储备)的汽车集团。只是纷繁的市场中,有实力的“低调”并不能虏获消费者的心,唯有用足够劲爆的引信,引爆绚烂的烟花,去击穿市场的苍穹,消费者才能看到你,进而了解你,认可你,购买你。好在起亚终于迈出了这破局之路,这引信,便是CVVD。

01

CVVD气门革命,为“技术起亚”造势

CVVD(ContinuouslyVariableValveDuration)译为连续可变气门持续期技术。它是起亚Smartstream引擎系列中最新的技术研发成果,当前已经量产,搭载于全新一代的起亚K5之上。可以这么形容,发动机第一次的气门革命是由本田引领的,那项技术至今都为车迷们津津称道,其威名便是VTEC——可变气门正时和升程控制系统,而后由VTEC衍生而来很多主机厂相继采用了CVVL——连续可变气门升程控制系统无非就是将多级气门变为无极气门,根本意义上只能算作是改进而非颠覆。CVVD的意义在于打破了气门仅能提早或推迟的桎梏,将气门开启时间改变,称之为黑科技恰如其分,甚至称之为革命也毫不为过,而这项技术,来自于很多人观念中已经被国产品牌超越的韩系,起亚。当油气混合物在气缸内被压缩引燃迸发出能量,一次内燃机的做功单元由此完成。要改变发动机内的燃烧,核心的元素就只有油和气。处理燃油从来都不是什么大问题,根据喷油嘴设置改变喷油角度,根据高压油轨的油压改变燃油雾化效果,根据ECU计算调节喷油量……而空气的控制则需要动用更多的发动机部件,凸轮轴控制气门开闭,不同角度的凸轮轴控制不同的气门升程,这仅仅是入门级;利用发动机废气推动涡轮废气室内叶轮转动,通过废气叶轮带动同轴增压叶轮形成进气增压,气缸内多进气,喷油嘴多喷油,扭矩爆发,这算是进阶级;电子涡轮让涡轮增压室快速响应、可变气门升程让气门阶段可调,两者进一步控制气流之息,这可谓是高手级。而CVVD,使得进气门打开时机和关闭时机可完全独立控制,进气门可短开,也可长开,根据不同的工况进行实时调节进气门的开闭时间,最终达到奥拓循环、米勒循环和阿特金森循环之间的自由整合切换,业界首创且唯一,这大概就是所谓的大师级。

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三大循环切换,来自CVVD的最优工况策略的考验

从理论上看,CVVD实现三大工况的机械构造其实并不算复杂。实现CVVD的构件主要是三个,其一是匹配CVVD的凸轮轴,其次是CVVD位置控制器,再然后就是一个CVVD驱动电机。CVVD凸轮轴上的偏心轮在位置执行器对凸轮轴进行控制后可以形成三种不同的运转轨迹,也正是这三种不同的运动轨迹导致了三种不同的进气策略,进而实现了三种不同的发动机循环模式。首先CVVD驱动电机在接收到信号后会对CVVD位置控制器上转动机构进行驱动,以实现位置控制器上控制片的水平横移,而这部分控制片又与CVVD凸轮轴上的一部分滚动相连。以凸轮轴位于正中心,控制片也出于正中心为例,此时车辆处于进气门匹配等速相应循环时间的奥拓循环的状态;当控制片往水平方向运转的时候,凸轮轴也相应地往一侧偏移,其控制气门的凸轮轴轨迹也由此改变,由此形成进气门短开(奥拓循环)或是进气门长开(阿特金森循环),以此匹配不同的车辆工况。众所周知,发动机三大循环中的阿特金循环森和奥拓循环本质都是over-expansioncycle,通过增大膨胀行程来提高热效率。怎么理解通过增大膨胀行程来提高热效率这句话?理论上,只有奥拓循环中,发动机的四个冲程都是等长的,但是在米勒和阿特金森循环中,发动机压缩冲程和膨胀(做功)冲程是不等长的,在这两种循环中,实现发动机压缩冲程和膨胀冲程不等长的物理实现方法便是控制进气门的开启时长。虽然米勒循环和阿特金森循环的目的都是为了提升膨胀行程,但是两者对气门的控制逻辑却并不相同。形象一些描述的话,米勒循环采用进气门早关策略(进气冲程还没结束进气门就关闭了),不让你吃饱,但是你一样得干活;至于阿特金森循环,与米勒相反,它采用的是进气门晚关策略(在压缩冲程前段,进气门依然开启),我先让你吃饱,但是你得吐出来一部分,活么,还是一样干。毫无疑问的是,这两大循环的本身都是为了节能减排而生,但是因为进气门控制策略完全不同,导致在过去那么久的岁月中,没有主机厂能做到整合这两大循环,而如今打破这个格局的,是来自东方的起亚,CVVD一举囊括三大循环,足可谓惊世骇俗。当然,结构和原理的理解只是开始,CVVD技术最大的挑战还是来自于发动机工况的逻辑控制。

03

“技术起亚”,让技术为所有人熟知

将单个事物拆解从不是难事,而整合多个事物的手段,才是核心的价值所在。在CVVD的物理控制机构上,或者说对于米勒循环和阿特金森循环而言,两者之间的切换是有很大难度的。这就对“技术起亚”在工况上的标定提出了挑战。同为节能循环,采用哪种循环是要有取舍的,频繁从阿特金森切换到米勒的过程中,不仅效率会降低,CVVD结构也会导致中途经过奥拓循环导致的能量损耗,所以,对于各循环特性的理解,细细体味起亚对于CVVD三大循环的工况说明中我可以体会到,起亚的工程师们也有着一套自己的标定逻辑。极致诉求轻负荷,阿特金森。根据阿特金森循环长开进气门的工作状态,可以判定起亚在全新的CVVD引擎上的涡轮起压工况下,不会采用阿特金森循环,因为涡轮增压相当于往气缸内打气,而阿特金森循环晚关进气门的策略是和涡轮原理相悖的,一边打气一边吐气,这操作属实魔幻。因此适用于阿特金森循环的工况显然就是涡轮不介入的NA工况,这般工况一般就出现在高架、国道或是高速巡航的轻负荷状态下,此时的CVVD引擎可以看做就是一台带着涡轮(涡轮不工作)的自然吸气引擎,本身自吸就已经有着省油的效果了,再加一个阿特金森循环,超低油耗自是不在话下。涡轮起压中负荷,米勒循环。到了发动机中负荷诉求的工况,例如城间中低速道路走走停停,此时的CVVD引擎在涡轮端随时保持着正压,但也并不需要较大的动力,因此增压值并不高。米勒循环保证了一定的动力诉求,同时进气门早关配合着涡轮增压打气,凭借着八分饱的食量完成十分的工作,并且over-expansion的特性(阿特金森循环也有该特性)使得其排气温度较低,也不需要三元催化端的燃油加浓排温保护,动力排放油耗兼具。在CVVD中,米勒循环应当是使用工况最广的循环。全力输出高负荷,奥拓循环。到了对动力输出有着全负荷运转的诉求之时,CVVD引擎自然就切换到了最传统也是最能带来直接动力响应的奥拓循环,涡轮压力全开,动力澎湃酣畅。CVVD的标定逻辑大体就可以分为这三类,而细化的具体工况标定则全靠工程师们的水准,不论是压缩比设定导致的爆震问题,还是排放端测试(何时混合气加浓)的复杂逻辑问题,亦或是阿特金森循环下瞬态当量比的控制,又或者是ECU不同工况计算模型的问题……整整9年的研发,CVVD引擎终于量产,当那么多问题都有了解决对策的时候,我也确实可以说出“技术起亚”为世人所熟知的时间已经来到了。

04

要口碑营销,更要概念营销

不管怎么说,对于起亚而言,用引领变革的CVVD作为信子去点燃后续“技术起亚”的焰火绝对是一件值得做或者说必须去做的事情。事实证明起亚并不是一个缺技术的品牌,更不是一个已经被国产品牌超越了的品牌,它依然高傲,依然技术沉淀十足。现在的起亚手上有这么几张大牌,一是早些年就提出的Smartstream动力总成概念,如今还加入了CVVD这张逆天老K,以及i-GMP全新的平台理念,毋庸置疑,这都是当下最为前沿的汽车领域技术概念,但要将起亚真正推出去,这火势还需要更猛烈一些才行。倚托着全新一代K5,起亚势必想要再火一把,全新一代K5颜值不必多说,在这个看脸的时代已然拥有了先天优势,再加上黑科技的加持,你觉得全新一代K5会愁卖吗?在回答这个问题的时候,你犹豫了。韩系车包括起亚其实早已在口碑层面有了很好的积累了,只是日新月异的市场还需要变革和变局。不错的口碑有了,强大的技术有了,吸睛的设计有了,还差什么?差一个概念,一个让所有消费者能主动传播的概念。口碑营销势必不能缺,这是基石,而概念营销是什么,是让这把火燎原甚至卷起风浪的催化剂。说到马自达你想到什么?创驰蓝天。说到丰田你想到什么?TNGA。那么谁能告诉我,创驰蓝天或者是TNGA到底是什么?有人真正搞懂TNGA了吗?没人懂TNGA,因为TNGA就是一个很虚的概念,但人人都在说TNGA,因为所有人都觉得,TNGA是个好东西。TNGA确实是个好东西,它是个篮子,什么好技术好概念都往这里丢。起亚现在就需要这样一个概念,CVVD的传播是一个开端,它或许更需要一个朗朗上口的名字,或许叫“三昧”?Smartstream呢?它也可以有属于它自己的概念性传播名字。那我把CVVD+Smartstream+i-GMP打包呢?作为我起亚核心的技术整合概念,或许叫“CSI”,也可以有一个更朗朗上口的中文名,不管如何,营销层面的破局,丰田和马自达已经提供了有益的参考。优秀的产品结合优秀的营销,何愁销量呢。要口碑营销,更要概念营销,既然已经决心破局,那就一路冲到底吧。原创文章,转载需授权-TheEnd--推荐阅读-

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