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    英菲尼迪打造內燃機科技:動力/油耗可以兼得

    發布時間:2020-12-07 03:03 編輯: 來源:

    汽車是現代文明中最為人所熟知的交通工具了。穿梭于大街小巷,服務于城市鄉村,這臺從130多年前伴隨著內燃機的轟鳴而來的工業文明結晶,也承載著人類社會駛上了通往未來的快車道。

    如今,在虛擬現實、人工智能、量子通信交織而成的第四次工業革命浪潮下,全球汽車行業也在沿著智能化、網聯化、電氣化、共享化的共識方向努力進化著,主要汽車廠商紛紛握緊“新四化”這把打開未來出行大門的鑰匙,電氣化驅動核心的開發自然取代了傳統發動機成為押寶未來的關鍵。

    事實上,在汽車進化的歷程中,發動機技術的每一次突破都成為汽車產業向前發展的關鍵助力。但耐人尋味的是,“新四化”風口之下汽車行業卻很難像以前一樣,傳來發動機技術重大躍升的好消息。

    沒有人會懷疑汽車電氣化的無限前景,但對電氣化未來何時能夠到來卻是眾說紛紜,而毋庸置疑的是,在此之前傳統發動機依然是汽車最主要的動力核心。

    4月13日,北京,一臺英菲尼迪VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機出現在清華大學百年講堂。英菲尼迪希望,借助這臺發動機的捐贈向致力于拔尖創新人才培養和學術研究的百年清華致敬,助力其汽車工程系的內燃機學術研究及發動機結構教學。

    英菲尼迪的底氣是,這臺VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機顛覆了傳統內燃機130余年傳統、具有革命性突破技術,代表著內燃機巔峰科技。而英菲尼迪這份底氣的來由,則是其深挖發動機潛能的倔強,和為消費者提供過渡階段最好的發動機產品的初心,是化身“挑戰者”的英菲尼迪挑戰技術邊界的執著和堅毅。

     執著30年做極致的發動機

    所謂“壓縮比”就是氣缸總容積與燃燒室容積之比。

    1867年第一部四沖程發動機面世,隨后便成為汽車動力核心的基本構架。從熱力學上來講,四沖程發動機其中最關鍵的一步就是壓縮,壓縮比越大,在壓縮終了時混合氣壓力和溫度越高,燃燒速度增快,發動機輸出功率增大,熱效率提高,經濟性越好。但隨之而來的問題是,高壓縮比一定程度上削減了發動機的動力性能,使得之前的純粹的駕駛樂趣因為追求熱效率而漸行漸遠。

    130年來由于發動機的排量不可變、壓縮比不可變,使其在設計上一直存在著“經濟性與動力性”難以調和的矛盾。但在英菲尼看來,所謂技術界限就是用來打破和挑戰的。

    早在1998年,依托敏銳、超前的研發理念,英菲尼迪的工程師們就開始考慮發動機可變壓縮比的可能性。并著手在多連桿概念下進行實踐。同期,全球知名汽車制造商中,薩博與標致也在進行著相關技術的開發。

    受制于機械加工水平和工程運算能力,那時出現的樣機體積十分龐大并且很不穩定。據說,薩博的可變壓縮比樣機曾進行過短暫的點火,而標致樣機始終未曾點火。

    21世紀初,可變壓縮比技術遭到冷遇,但執著的英菲尼迪并不認為這項技術不可實現,已然執著的走在挑戰者的路上。2002年英菲尼迪造出了在多點電噴發動機上加持可變壓縮比的工程樣機。但依然由于上述原因加之連桿強度不穩定所以并沒有取得關鍵突破。

    事情的轉機出現在2007年前后,計算機模擬技術和材料工藝的突破,大幅優化了連桿強度。英菲尼迪提出了斷開傳統連桿加入可變機構的大膽設想,并在2010年制造出一臺直噴發動機附加可變壓縮比技術的工程樣機。

    要知道,2010年也是混合動力構架成熟的關鍵期,很多人放棄了傳統發動機的開發,轉向新能源領域。但站在十字路口上的英菲尼迪依然選擇了堅守——堅守內燃機過渡到電氣化階段,提供最優秀的發動機產品的初心。

    最終,英菲尼迪“挑戰成功”!2016年10月英菲尼迪全新2.0升VC-Turbo發動機全球首發,次年便進入“準量產”階段。2017年底,英菲尼迪QX50在洛杉磯車展全球首秀,作為基于全新平臺打造的戰略車型,英菲尼迪QX50成為全球首款搭載量產可變壓縮比渦輪增壓發動機的車型。

    在這一過程中,英菲尼迪工程師團隊的“挑戰者”們通過累計超過3萬小時的臺架實驗,總里程數超過百萬公里的路試,全面驗證與完善了可變壓縮比技術。英菲尼迪的F1技術團隊也參與其中,為終極性能表現提供最高技術支持。

    很多人可能會困惑,可變壓縮比技術聽起來“高端大氣上檔次”,但實際應用起來,究竟能起到怎樣的效果?這臺英菲尼迪執著30年開發,號稱“內燃機巔峰科技”的VC-Turbo究竟實力幾何呢?

     顛覆認知“魚和熊掌可以兼得”

    放眼全球車市,“先進發動機”并不少見,本田的“地球夢”系列、馬自達的“創馳藍天”、豐田TNGA構架下熱效率高達40%的2.5L發動機都實現了較高的效能。但因為壓縮比不可變,所以這些發動機在某種程度上也是犧牲了“性能”的妥協產物。

    反觀英菲尼迪VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機,其革命性的技術亮點就是使用了多連桿機構代替了傳統的曲柄連桿系統。

    當發動機需要改變壓縮比時,調節機構調整執行器臂,執行器臂旋轉控制軸,當控制軸旋轉時帶動下連桿運動,進而改變多連桿的角度,而多連桿調節活塞在氣缸內上止點的高度,最終使得壓縮比在8:1~14:1之間可以連續變化。

    通俗來講,就是當車輛處于巡航狀態時,發動機保持在較高壓縮比實現一流的燃油經濟性;當深踩油門,呼喚動力上時,發動機便可智能選擇合適的壓縮比爆發一流性能。這一過程中,駕駛者需要做的僅僅是控制油門,其它的都交給行車電腦和發動機自行選擇。

    讓人印象深刻的是,除了可變壓縮比外,通過主動式發動機減振降噪支架,英菲尼迪VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機取消了以往發動機上的平衡軸裝置,并且獲了得V6發動機般的靜謐性和平順性,讓駕駛者時刻感受到發動機帶來的英菲尼迪豪華觸感。

    同時,直噴和缸蓋一體化集成排氣歧管,使三元催化器升溫速度提高兩倍,減少排放,消除渦輪增壓發動機升溫較慢的問題。而多點電噴降低了冷啟動時的燃油消耗,優化運行時的燃油噴射量,改善動力和燃油經濟性,降低顆粒物排放,VC-Turbo采用了這種混合噴射技術,從而達到減少排放,降低對空氣質量的影響。

    數據顯示,VC-Turbo發動機的最大功率達到了200千瓦,峰值扭矩為390牛?米,其在性能上可與六缸汽油發動機相媲美。而在眾多新技術的聯袂加持下,其適應愈發嚴苛的環保法規的能力也優勢明顯。

    憑借超越傳統內燃機的高性能和接近混合動力車型的高效能,VC-Turbo發動機實現了內燃機的再一次進化。而讓人能夠產生充分聯想的是,最近幾年傳統柴油機所引發的“排放門”事件不斷引發汽車圈強震。

    在媒體看來,體積笨重、震動較高、炭煙與顆粒(PM)排放嚴重的柴油機在環保法規嚴苛的今天或將走向下坡路。但在內燃機還是主流的時代,英菲尼迪VC-Turbo發動機會是傳統柴油機最佳的替代品——這臺體積小巧、結構緊湊的發動機,峰值扭矩到來的轉速也更低,能夠迸發出強勁的扭矩。

     挑戰者覺醒的新“底牌”

    VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機是英菲尼迪潛心30年打造而來的內燃機的巔峰。執著于內燃機技術的突破并不意味著英菲尼迪在“新四化”迎面而來的時候故步自封。

    恰恰相反,這臺顛覆傳統內燃機130余年傳統的革命之作,也將成為英菲尼迪電氣化未來重要的支撐。

    依托日產全球在電氣化領域的強大體系能力,英菲尼迪也開啟了“華麗轉身”。僅在去年,英菲尼迪就一口氣半年內推出兩款電動概念車。汽車頭條App了解到,未來,VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機將會出現在英菲尼迪混合動力車型上,傳統動力的核心。

    可以預見的是,在不久的將來,加持先進混合動力技術的英菲尼迪VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機也必將綻放出更美的芳華。

    從另一個側面來看,2018年是英菲尼迪在華新產品投放的關鍵期,東風英菲尼迪更是將其定調為“奮進之年”。依托VC-Turbo可變壓縮比渦輪增壓發動機所代表的全球首創技術、位于市場主力區間的全新車型,東風英菲尼迪致力于實現品牌、產品的突破,迎接嶄新的進化機遇。

    技術的堅冰已經打破,“挑戰者”英菲尼迪潛能覺醒,品牌進化正當時!


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