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英菲尼迪打造内燃机科技:动力/油耗可以兼得

发布时间:2020-12-07 03:03 编辑: 来源:

汽车是现代文明中最为人所熟知的交通工具了。穿梭于大街小巷,服务于城市乡村,这台从130多年前伴随着内燃机的轰鸣而来的工业文明结晶,也承载着人类社会驶上了通往未来的快车道。

如今,在虚拟现实、人工智能、量子通信交织而成的第四次工业革命浪潮下,全球汽车行业也在沿着智能化、网联化、电气化、共享化的共识方向努力进化着,主要汽车厂商纷纷握紧“新四化”这把打开未来出行大门的钥匙,电气化驱动核心的开发自然取代了传统发动机成为押宝未来的关键。

事实上,在汽车进化的历程中,发动机技术的每一次突破都成为汽车产业向前发展的关键助力。但耐人寻味的是,“新四化”风口之下汽车行业却很难像以前一样,传来发动机技术重大跃升的好消息。

没有人会怀疑汽车电气化的无限前景,但对电气化未来何时能够到来却是众说纷纭,而毋庸置疑的是,在此之前传统发动机依然是汽车最主要的动力核心。

4月13日,北京,一台英菲尼迪VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机出现在清华大学百年讲堂。英菲尼迪希望,借助这台发动机的捐赠向致力于拔尖创新人才培养和学术研究的百年清华致敬,助力其汽车工程系的内燃机学术研究及发动机结构教学。

英菲尼迪的底气是,这台VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机颠覆了传统内燃机130余年传统、具有革命性突破技术,代表着内燃机巅峰科技。而英菲尼迪这份底气的来由,则是其深挖发动机潜能的倔强,和为消费者提供过渡阶段最好的发动机产品的初心,是化身“挑战者”的英菲尼迪挑战技术边界的执着和坚毅。

 执着30年做极致的发动机

所谓“压缩比”就是气缸总容积与燃烧室容积之比。

1867年第一部四冲程发动机面世,随后便成为汽车动力核心的基本构架。从热力学上来讲,四冲程发动机其中最关键的一步就是压缩,压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,发动机输出功率增大,热效率提高,经济性越好。但随之而来的问题是,高压缩比一定程度上削减了发动机的动力性能,使得之前的纯粹的驾驶乐趣因为追求热效率而渐行渐远。

130年来由于发动机的排量不可变、压缩比不可变,使其在设计上一直存在着“经济性与动力性”难以调和的矛盾。但在英菲尼看来,所谓技术界限就是用来打破和挑战的。

早在1998年,依托敏锐、超前的研发理念,英菲尼迪的工程师们就开始考虑发动机可变压缩比的可能性。并着手在多连杆概念下进行实践。同期,全球知名汽车制造商中,萨博与标致也在进行着相关技术的开发。

受制于机械加工水平和工程运算能力,那时出现的样机体积十分庞大并且很不稳定。据说,萨博的可变压缩比样机曾进行过短暂的点火,而标致样机始终未曾点火。

21世纪初,可变压缩比技术遭到冷遇,但执着的英菲尼迪并不认为这项技术不可实现,已然执着的走在挑战者的路上。2002年英菲尼迪造出了在多点电喷发动机上加持可变压缩比的工程样机。但依然由于上述原因加之连杆强度不稳定所以并没有取得关键突破。

事情的转机出现在2007年前后,计算机模拟技术和材料工艺的突破,大幅优化了连杆强度。英菲尼迪提出了断开传统连杆加入可变机构的大胆设想,并在2010年制造出一台直喷发动机附加可变压缩比技术的工程样机。

要知道,2010年也是混合动力构架成熟的关键期,很多人放弃了传统发动机的开发,转向新能源领域。但站在十字路口上的英菲尼迪依然选择了坚守——坚守内燃机过渡到电气化阶段,提供最优秀的发动机产品的初心。

最终,英菲尼迪“挑战成功”!2016年10月英菲尼迪全新2.0升VC-Turbo发动机全球首发,次年便进入“准量产”阶段。2017年底,英菲尼迪QX50在洛杉矶车展全球首秀,作为基于全新平台打造的战略车型,英菲尼迪QX50成为全球首款搭载量产可变压缩比涡轮增压发动机的车型。

在这一过程中,英菲尼迪工程师团队的“挑战者”们通过累计超过3万小时的台架实验,总里程数超过百万公里的路试,全面验证与完善了可变压缩比技术。英菲尼迪的F1技术团队也参与其中,为终极性能表现提供最高技术支持。

很多人可能会困惑,可变压缩比技术听起来“高端大气上档次”,但实际应用起来,究竟能起到怎样的效果?这台英菲尼迪执着30年开发,号称“内燃机巅峰科技”的VC-Turbo究竟实力几何呢?

 颠覆认知“鱼和熊掌可以兼得”

放眼全球车市,“先进发动机”并不少见,本田的“地球梦”系列、马自达的“创驰蓝天”、丰田TNGA构架下热效率高达40%的2.5L发动机都实现了较高的效能。但因为压缩比不可变,所以这些发动机在某种程度上也是牺牲了“性能”的妥协产物。

反观英菲尼迪VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机,其革命性的技术亮点就是使用了多连杆机构代替了传统的曲柄连杆系统。

当发动机需要改变压缩比时,调节机构调整执行器臂,执行器臂旋转控制轴,当控制轴旋转时带动下连杆运动,进而改变多连杆的角度,而多连杆调节活塞在气缸内上止点的高度,最终使得压缩比在8:1~14:1之间可以连续变化。

通俗来讲,就是当车辆处于巡航状态时,发动机保持在较高压缩比实现一流的燃油经济性;当深踩油门,呼唤动力上时,发动机便可智能选择合适的压缩比爆发一流性能。这一过程中,驾驶者需要做的仅仅是控制油门,其它的都交给行车电脑和发动机自行选择。

让人印象深刻的是,除了可变压缩比外,通过主动式发动机减振降噪支架,英菲尼迪VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机取消了以往发动机上的平衡轴装置,并且获了得V6发动机般的静谧性和平顺性,让驾驶者时刻感受到发动机带来的英菲尼迪豪华触感。

同时,直喷和缸盖一体化集成排气歧管,使三元催化器升温速度提高两倍,减少排放,消除涡轮增压发动机升温较慢的问题。而多点电喷降低了冷启动时的燃油消耗,优化运行时的燃油喷射量,改善动力和燃油经济性,降低颗粒物排放,VC-Turbo采用了这种混合喷射技术,从而达到减少排放,降低对空气质量的影响。

数据显示,VC-Turbo发动机的最大功率达到了200千瓦,峰值扭矩为390牛?米,其在性能上可与六缸汽油发动机相媲美。而在众多新技术的联袂加持下,其适应愈发严苛的环保法规的能力也优势明显。

凭借超越传统内燃机的高性能和接近混合动力车型的高效能,VC-Turbo发动机实现了内燃机的再一次进化。而让人能够产生充分联想的是,最近几年传统柴油机所引发的“排放门”事件不断引发汽车圈强震。

在媒体看来,体积笨重、震动较高、炭烟与颗粒(PM)排放严重的柴油机在环保法规严苛的今天或将走向下坡路。但在内燃机还是主流的时代,英菲尼迪VC-Turbo发动机会是传统柴油机最佳的替代品——这台体积小巧、结构紧凑的发动机,峰值扭矩到来的转速也更低,能够迸发出强劲的扭矩。

 挑战者觉醒的新“底牌”

VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机是英菲尼迪潜心30年打造而来的内燃机的巅峰。执着于内燃机技术的突破并不意味着英菲尼迪在“新四化”迎面而来的时候故步自封。

恰恰相反,这台颠覆传统内燃机130余年传统的革命之作,也将成为英菲尼迪电气化未来重要的支撑。

依托日产全球在电气化领域的强大体系能力,英菲尼迪也开启了“华丽转身”。仅在去年,英菲尼迪就一口气半年内推出两款电动概念车。汽车头条App了解到,未来,VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机将会出现在英菲尼迪混合动力车型上,传统动力的核心。

可以预见的是,在不久的将来,加持先进混合动力技术的英菲尼迪VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机也必将绽放出更美的芳华。

从另一个侧面来看,2018年是英菲尼迪在华新产品投放的关键期,东风英菲尼迪更是将其定调为“奋进之年”。依托VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机所代表的全球首创技术、位于市场主力区间的全新车型,东风英菲尼迪致力于实现品牌、产品的突破,迎接崭新的进化机遇。

技术的坚冰已经打破,“挑战者”英菲尼迪潜能觉醒,品牌进化正当时!


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