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誰說只有電動車節(jié)能環(huán)保?現(xiàn)代·起亞憑這兩項黑科技革新下一代燃油車

在內(nèi)燃機問世后的百年時間里,出現(xiàn)了各種巧奪天工且影響深遠的技術(shù)發(fā)明,比如渦輪增壓技術(shù)、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。

內(nèi)燃機技術(shù)之外,隨著汽車大規(guī)模生產(chǎn)的需求,一些車企如大眾汽車、戴姆勒等,開始推出集成各項模塊化技術(shù)的汽車平臺。

汽車平臺與發(fā)動機技術(shù)一起,將汽車制造推向了巔峰。

這兩項技術(shù)也是衡量車企技術(shù)實力的關(guān)鍵指標。能同時做好這兩件事的車企屈指可數(shù)。而作為全球五大車企之一的現(xiàn)代·起亞汽車,同時持有發(fā)動機技術(shù)和汽車平臺兩張王牌。

今年內(nèi),北京現(xiàn)代第十代索納塔、東風悅達·起亞凱酷即將在國內(nèi)上市。

這兩款車正是現(xiàn)代·起亞汽車第三代平臺 i-GMP 與全球首創(chuàng) CVVD 技術(shù)的完美展現(xiàn)。

世界首個應用 CVVD 技術(shù)的 1.6T-GDi SmartStream 直噴汽油渦輪增壓發(fā)動機

從發(fā)動機的研發(fā)歷史看,CVVD 技術(shù)是對發(fā)動機氣門控制的創(chuàng)新,同時實現(xiàn)了對氣門開啟持續(xù)時間和開始時間的控制,兼顧動力性能和燃油經(jīng)濟性。

當下,能做到這一點的車企鮮有,甚至可以說現(xiàn)代·起亞汽車是絕無僅有的。

另外,值得一提的是,這項技術(shù)已經(jīng)在美國、歐盟等多個國家和地區(qū)完成了超過 100 多項專利注冊。

現(xiàn)代·起亞汽車的第三代平臺 i-GMP

從汽車平臺研發(fā)的維度看,第三代平臺 i-GMP 在前兩代平臺的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了對車輛外觀、底盤、安全等的全面提升,來由此打造一大批性能更高的車型。

按照行業(yè)通常的規(guī)律,新一代發(fā)動機技術(shù)和汽車平臺的影響將持續(xù)五到十年甚至更長時間。

現(xiàn)代·起亞汽車決戰(zhàn)下個五年的沖鋒號已經(jīng)吹響。

1.改進發(fā)動機的歷史

發(fā)動機是汽車的心臟。

發(fā)動機又分為蒸汽機、外燃機、內(nèi)燃機和噴氣發(fā)動機等。

其中,內(nèi)燃機是車企投入研發(fā)時間最長的技術(shù),至今已有 134 年時間。內(nèi)燃機技術(shù)的門檻最高,由于需要投入大量的資金、時間和研發(fā)人才,能在這一領(lǐng)域做出亮眼成績的,大多是實力雄厚的車企。

主流內(nèi)燃機的工作原理包括 4 個沖程,通過在氣缸內(nèi)不斷循環(huán)「進氣-壓縮-燃燒-排氣」4 個沖程,從而將熱能轉(zhuǎn)化動能。

發(fā)動機四沖程的工作流程

4 個沖程中,在進氣沖程環(huán)節(jié),進氣門開啟,讓空氣和燃油的混合氣體進入燃燒室內(nèi);經(jīng)過壓縮和燃燒環(huán)節(jié),再進入排氣沖程環(huán)節(jié),此時排氣門開啟,將燃燒沖程后產(chǎn)生的廢氣排出。

如果想提升發(fā)動機的性能和燃油效率,便需要從 4 個沖程環(huán)節(jié)入手。

很長一段時期內(nèi),由于壓縮和燃燒環(huán)節(jié)中的曲軸和活塞以恒定的狀態(tài)運行,車企選擇了從氣門控制入手。

在 1992 年,第一項名為「CVVT」的氣門控制技術(shù)出現(xiàn),率先研發(fā)這一技術(shù)的是大名鼎鼎的保時捷

CVVT 又稱 Continuously Variable Valve Timing。

簡單講,這是一項控制氣門開啟時期的技術(shù),通過油壓或電機的力量來調(diào)整氣門開啟時期,從而改變?nèi)加托省?/p>

當車輛在高速行駛時,在排氣沖程運行時,保持排氣門開啟,并提前開啟進氣門,從而可以排出更多燃燒室的廢氣,增加發(fā)動機的動力。

當車輛低速行駛時,則延遲關(guān)閉進氣門。在壓縮沖程運行時,延遲關(guān)閉進氣門,從而讓氣缸內(nèi)可壓縮的混合氣體量減少,燃油噴射也相對減少,適應低速行駛時所需動力較小的狀態(tài),大幅度提高燃油效率。

CVVT 改進了進氣門開啟和關(guān)閉的時間差,也即改變了開啟時期。后來許多車企開始搭載 CVVT 技術(shù),汽車發(fā)動機進入高性能時代。

遺憾的是,這項技術(shù)無法改變進氣量的多少。

于是另一項改變進氣量——專業(yè)術(shù)語叫「控制氣門升程」的技術(shù)趕在了路上。

這一次,實現(xiàn)技術(shù)接力的是寶馬集團。

2001 年,寶馬發(fā)布了電子氣門(Valvetronic)技術(shù),這項技術(shù)實質(zhì)上是「連續(xù)可變氣門升程」(CVVL,Continuously Variable Valve Lift)技術(shù)。

通過這項技術(shù),可以控制氣門的開啟量。

CVVL 技術(shù)原理是通過調(diào)節(jié)臂、連接臂等機械結(jié)構(gòu)控制氣門開啟量。CVVL 電機通過調(diào)節(jié)蝸輪、蝸桿機構(gòu),推動中間擺臂向左、右側(cè)運動,從而改變氣門開啟幅度,以達到改變進氣量的效果。

簡單來說,傳統(tǒng)的控制氣門開閉的方式是,通過凸輪軸直接驅(qū)動氣門上下運動,造成氣門的不斷開閉。

而在寶馬的 CVVL 系統(tǒng)里,增加了一個「中間推桿」,然后讓凸輪軸通過中間推桿去驅(qū)動氣門上下運動。

這個中間推桿的初始位置可以被「機械軸結(jié)構(gòu)」控制,這樣一來,最終執(zhí)行出來的氣門開閉幅度就會隨中間推桿的幾何位置而變化。

最終的結(jié)果是,CVVL 技術(shù)改進了氣門開啟量控制技術(shù),最大的效果是降低了油耗。

理論上,技術(shù)到了這一步已經(jīng)接近完美,CVVT 可以控制氣門的開啟時期,CVVL 又可以控制開啟量,看似已經(jīng)沒有改進余地。

然而,工程師追求卓越的腳步并未停下?,F(xiàn)代·起亞汽車的一項黑科技即將上場。

2.第一張牌:CVVD 技術(shù)

最早提出 CVVD 技術(shù)創(chuàng)意的人叫河京杓(名字為音譯),他是現(xiàn)代·起亞汽車汽油發(fā)動機 2 研究室研究委員。

2010 年,河京杓在開發(fā)現(xiàn)代·起亞汽車的 CVVL 技術(shù)時,一股想要超越傳統(tǒng)可變氣門技術(shù)的念頭浮現(xiàn)。

發(fā)明 CVVD 技術(shù)的核心團隊,下排左起第一為河京杓研究委員

從外部看,2010 年前后,正是世界各地出臺更嚴的油耗法規(guī)的時間點。

2009 年 7 月,韓國宣布將投資 107 萬億韓元(約合 840 億美元)在未來 5 年中提高能源使用效率,減少對化石能源的依賴,并幫助經(jīng)濟增長。

青瓦臺總統(tǒng)府還表示,在全球居第五位的韓國汽車業(yè),必須在 2015 年之前把汽車的油耗降至平均 17 公里/升的水平,或者二氧化碳排放量 140 克/公里的水平。

而當時,韓國 1.6 升及以下排量的汽車,油耗標準為 12.4 公里/升;排量在 1.6 升以上的汽車,油耗標準為 9.6 公里/升。

韓國之外的海外市場,也在加快油耗法規(guī)的制定。

比如中國在 2009 年 7 月,由工信部出臺了《輕型汽車燃料消耗量標識管理規(guī)定》,要求自 2010 年 1 月 1 日起,總質(zhì)量在 3.5 噸以下的乘用車和輕型商用車(包括國產(chǎn)和進口車型),在銷售時必須粘貼《汽車燃料消耗量標識》。

韓國本土以及全球市場對油耗的強制要求,讓河京杓意識到,需要研發(fā)一項與傳統(tǒng)可變氣門控制技術(shù)都不同的新技術(shù)。

在一次看到侄子們玩「偏心運動」玩具時,他想到了「偏心驅(qū)動原理」的創(chuàng)意,隨即開始設(shè)計草圖。

在經(jīng)歷了先行研究、先行開發(fā)、量產(chǎn)開發(fā)等各個階段,最終和團隊成員一起,于 2017 年 3 月,發(fā)布了名為 CVVD 的技術(shù)。

乍看上去,CVVD 與此前的 CVVT 和 CVVL 相比有幾分相似,甚至被許多人當成 CVVL 的演化版本。

但如果看懂這項技術(shù)的機械原理便會發(fā)現(xiàn),CVVD 是一種全新的技術(shù)發(fā)明。

CVVD 全稱 Continuously Variable Valve Duration,又叫連續(xù)可變氣門持續(xù)期技術(shù)。

整個系統(tǒng)主要由凸輪軸總成、可變控制器和控制電機組成。

CVVD 系統(tǒng)的三大部件

其技術(shù)原理是,利用偏心機構(gòu)改變凸輪的角速度,并由此改變氣門開啟持續(xù)時間。

當發(fā)動機以低轉(zhuǎn)速運行時,氣門可以保持常開,在壓縮沖程進行時才關(guān)閉,從而保證在勻速行駛時較高的燃油經(jīng)濟性。

當發(fā)動機以高轉(zhuǎn)速運行時,氣門會在壓縮沖程開始時就關(guān)閉,從而提升空氣和燃料的混合效率,提供更穩(wěn)定的扭矩輸出。

CVVD 技術(shù)動態(tài)演示圖

也就是說,CVVD 可以通過拉長氣門開啟的持續(xù)時間,提高發(fā)動機效率,確保燃油經(jīng)濟性,或縮短氣門開啟的持續(xù)時間,實現(xiàn)更高的動力等性能表現(xiàn)。

由于可以控制氣門開啟的持續(xù)時間,CVVD 還可以降低燃燒廢氣的排放量。

相比 CVVT 和 CVVL 對氣門開啟持續(xù)時間和進氣量的分別控制,CVVD 可以同時二者兼顧,從發(fā)動機技術(shù)研發(fā)歷史上也是第一次。

如果將 CVVT、CVVL 比作技藝卓絕的絕世高手,CVVD 則更像是一個集大成者的新的門派宗師。

現(xiàn)代·起亞汽車給出的官方數(shù)據(jù)是,應用 CVVD 技術(shù)的發(fā)動機,相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機將可以實現(xiàn)性能提升 4%、燃油性提升 5%、污染排放減少 12%。

這意味著,隨著這項技術(shù)的問世,相當于為既追求動力輸出,同時又想要節(jié)油環(huán)保的消費者打開一扇門。

據(jù)悉,中國國內(nèi)搭載 CVVD 技術(shù)的首款發(fā)動機,將是 1.5T-GDi Smartstream 直噴汽油渦輪增壓發(fā)動機。國內(nèi)首批搭載這一發(fā)動機的車型,將是北京現(xiàn)代第十代索納塔和東風悅達起亞凱酷。

CVVD 技術(shù)這項最初讓工程師直呼「搞不懂」的新技術(shù),終于得以實現(xiàn)量產(chǎn)商用。

而現(xiàn)代·起亞汽車的第二張牌,也已經(jīng)握在手中。

3.第二張牌:汽車平臺

現(xiàn)代·起亞汽車的造車歷史長河中,擁有著不少經(jīng)典車型,其中索納塔和 K5 扮演了重要角色。

1985 年年底,第一代索納塔發(fā)布,僅用了三年時間,這款車的全球累計銷量便達到了 58 萬輛。

此后十多年間,索納塔的第二代、第三代和第四代車型陸續(xù)上市,并在韓國本土和北美市場取得了不俗的銷量成績。

第一代索納塔

2001 年,定位中級車的第五代索納塔首次成為進入國內(nèi)市場。

由于對車身比例、線條等外觀設(shè)計進行了大幅提升,再加上當時的同級車競品較少,這款車在國內(nèi)上市后第一年的銷量迅速突破 4 萬輛。

第五代索納塔

之后的第八代索納塔也是傳奇車型,在 2011 年到 2012 年長期位居月銷量前三。

第八代索納塔

起亞 K5,也是一位后起之秀。

2010 年,經(jīng)過多年的打磨,第三代 Optima 首次亮相于紐約車展,并正式命名為起亞 K5。

此時國內(nèi),正值第八代索納塔熱銷期間,定位中級車的起亞 K5 進入國內(nèi)市場。

2010 年,東風悅達起亞 K5 國內(nèi)首次亮相

首次進入中國市場的起亞 K5,在設(shè)計師彼得·希瑞爾的操刀下,采用了起亞的虎嘯式家族前臉,外形變得更加時尚、動感,在國內(nèi)收獲了大批粉絲,更是引起了新一輪的追捧。

第一代與第二代起亞 K5 對比圖 設(shè)計再升級

此后,起亞 K5 不斷進行技術(shù)升級與設(shè)計突破,在 2013-2016 年間,憑借過人的外觀設(shè)計和強大的質(zhì)價比,起亞 K5 在當時的中國汽車市場,留下了光輝的戰(zhàn)績,并一度與索納塔、邁銳寶并稱為「中級車三寶」。

起亞第二代 K5

到 2016 年,現(xiàn)代·起亞汽車在華銷量達到巔峰時刻,包括索納塔、K5 等在內(nèi)的車型,當年合計為現(xiàn)代·起亞汽車在華市場貢獻了超 114 萬輛的銷量。

這些經(jīng)典車型的背后,是現(xiàn)代·起亞汽車的平臺技術(shù)。

如果說發(fā)動機技術(shù)代表了一家車企的高度,那么,平臺則代表一家車企的視野廣度。

在現(xiàn)代·起亞汽車的工程師潛心研發(fā) CVVD 技術(shù)時,圍繞汽車平臺的研發(fā)同樣從未停止。

第三代平臺 i-GMP 的核心研發(fā)人員

通常來講,平臺指的是位于汽車底部空間的引擎室和底盤布局的整套技術(shù)。它可以影響到車型在設(shè)計風格、車內(nèi)空間、行駛性能和安全性能等多方面的表現(xiàn)。

利用平臺造車,是車企提升車輛開發(fā)效率、打造具有卓越品質(zhì)汽車的重要方法論。

現(xiàn)代·起亞汽車的第一代平臺誕生于 2008 年,該平臺推動了發(fā)動機艙、上部車身/下部車身、電子/IT、底盤、內(nèi)飾/外飾等系統(tǒng)的標準化和共享化,為量性的增長奠定了基礎(chǔ)。

首個基于這一代平臺打造的車型就是第八代索納塔。

2015 年,現(xiàn)代·起亞汽車推出了第二代平臺,這代平臺的特點是對汽車的各項性能進行了優(yōu)化,擴大了標準零部件的適應對象。

與此同時,第二代平臺的完成度及配件性能已達到國際水準。國內(nèi)暢銷車型第九代索納塔就是這一平臺代表作。

2019 年 3 月,第三代平臺 i-GMP 發(fā)布。

i-GMP,全稱 innovative-Global Modular Platform。

這個平臺涵蓋了汽車底盤的主要零部件,即底盤、懸架、動力總成、燃料裝置、空調(diào)裝置、轉(zhuǎn)向裝置、排氣裝置、座椅框架等兼容包,且實現(xiàn)了模塊化,大體分為前縱梁、儀表、中地板和后地板 4 個模塊。

現(xiàn)代·起亞汽車的第三代平臺 i-GMP

除融合了現(xiàn)代·起亞汽車最新的模塊化技術(shù)之外,i-GMP 平臺在安全性、輕量化和駕駛性能等多個領(lǐng)域進行了創(chuàng)新性的改變。而且,第三代平臺還可以開發(fā)轎車、SUV、MPV 等多種車型。

基于第三代平臺 i-GMP 的首批車型將是北京現(xiàn)代第十代索納塔和東風悅達起亞凱酷,這兩款車將在今年內(nèi)上市。

那么,最新的第三代 i-GMP 平臺能否成功?這取決于新平臺究竟有多大程度的提升。

4.第三代平臺 i-GMP 改變了什么?

相較前兩代平臺,第三代平臺 i-GMP 主要有以下改進:

首先是兼具安全和輕量化特點的車身結(jié)構(gòu)。

通過采用多重骨架結(jié)構(gòu)發(fā)動機艙、副車架的變形模式控制系統(tǒng)、下臂強度及偏離位置控制系統(tǒng)、A 柱變形模式優(yōu)化系統(tǒng)等,在發(fā)生小重疊碰撞時側(cè)滑,從而進一步保障駕乘人員安全,也降低了了與尾隨車輛二次碰撞的幾率。

多重骨架引擎室結(jié)構(gòu)又可以理解為「適合多種道路通行的車身結(jié)構(gòu)」,是將前縱梁、副車架、保護板等有機整合在一起。

這種設(shè)計的好處是,當車輛發(fā)生事故時,沖擊力會被前縱梁、副車架等結(jié)構(gòu)分散吸收,而非像傳統(tǒng)的車身結(jié)構(gòu)那樣,單純由縱梁承擔,從而最大限度地降低駕駛員和乘客受到的傷害。

第十代索納塔已經(jīng)在美上市,它的碰撞測試成績能更好說明這一點。

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)開展的 NCAP 中,第十代索納塔在正面碰撞、側(cè)面碰撞及翻滾測試 3 個領(lǐng)域共進行 7 個細分項目評測,均獲得滿分。

此外,該車型進入美國公路安全保險協(xié)會 IIHS(Insurance Institute for Highway Safety)TOP SAFETY PICK+(最佳安全選擇+)榜單,相當于通過了美國最嚴苛的兩項測試。

其次是靜謐性、舒適度表現(xiàn)更好的底盤。

i-GMP 優(yōu)化了前懸架和后懸架的結(jié)構(gòu),通過提高前懸架的主銷后傾拖距和角度,從而確保高速行駛的穩(wěn)定性。

通過優(yōu)化后懸架的控制車輪移動的懸架臂配置,并增大了轉(zhuǎn)向傳動比,從而提高了反應性,確保了彎道行駛穩(wěn)定性。

此外,后減震器的安裝角度也發(fā)生了改變,將減震器設(shè)置成接近垂直的角度,從而降低了車輛經(jīng)過凹凸路面時所吸收的沖擊量,以改善后座的乘坐舒適性。

最后是平臺低重心設(shè)計帶來的穩(wěn)定操控與動感外觀。

第三代平臺 i-GMP 針對發(fā)動機艙、座椅位置、車廂地板、后備箱等采用了下置式設(shè)計,這樣車身重心降低,提升穩(wěn)定性。

同時平臺還優(yōu)化了車內(nèi)動力總成的布局,將主要部件及電池等配件移至車體中心位置并且安裝位置向下移動,這樣的優(yōu)化,可以提升運動性能。

平臺對懸架的優(yōu)化,又再一次的提升高速及彎道行駛時的穩(wěn)定性。

由此,基于 i-GMP 的北京現(xiàn)代第十代索納塔的重心較上一代車型低了 30mm。

低底盤還讓車輛的外觀更加具運動感,而參照索納塔過往的成功經(jīng)驗,顏值通常是車型熱銷的關(guān)鍵因素之一。

在汽車界,如果想要一款車看起來不那么臃腫,將車身壓扁、拉長是不二法門。

如此一來,車型在外觀上便顯得修長,視覺感受更加美觀、動感。

從北京現(xiàn)代第十代索納塔和東風悅達起亞凱酷的的外觀設(shè)計看,兩款在前代車型基礎(chǔ)身上進行了大幅改進,看上去更加年輕化和充滿力量感。

北京現(xiàn)代第十代索納塔

東風悅達起亞凱酷

諸多改變意味著,基于 i-GMP 的車型將具備安全、行駛穩(wěn)定、高顏值等諸多亮點。對于現(xiàn)代·起亞汽車而言,i-GMP 將成為一件核心武器。

總體來看,隨著 CVVD 和第三代平臺 i-GMP 的量產(chǎn)應用,現(xiàn)代·起亞汽車正在進入將先進技術(shù)落地的關(guān)鍵階段,此前布局多年的技術(shù)如今悉數(shù)拿出,或?qū)⒅苯哟龠M市場大規(guī)模爆發(fā)。

對于那些曾經(jīng)鐘情于現(xiàn)代·起亞汽車顏值和節(jié)油性能的人來說,如今的改變更加徹底。

在保留以往優(yōu)勢,同時增加了發(fā)動機性能、安全性和乘車舒適感后,現(xiàn)代·起亞汽車正在為吸引新一代消費者做好準備,而這種準備已經(jīng)醞釀了多年時間。

來源:第一電動網(wǎng)

作者:汽車之心

本文地址:http://www.healthsupplement-reviews.com/kol/118321

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