1.5T 200馬力,拳打日系腳踢德系?起亞這臺發動機怎麼樣

“天才的技術想法,在新能源時代的襯托下被塗上一抹悲劇色彩——起亞CVVD技術的實現,告訴那些汽車愛好者們:內燃機未亡。”

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月初我參加了一場枯燥而精彩的釋出會,在江蘇鹽城這個起亞智跑ACE的誕生地,我們參觀了它的心臟——一臺起亞號稱同級最強的1。5T發動機,它的賬面引數達到最大功率200馬力,峰值扭矩253牛·米。

而在我們的認知中1。5T高功率發動機確實一般集中在180-190馬力之間,很少有超過190馬力的,畢竟渦輪增壓發動機想要做高馬力是可以的,但是要考慮到燃油經濟性、發動機的發力特性、發動機的耐久性等等多方面問題,並不能單純推高馬力。

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那麼起亞這臺1。5T發動機表現如何呢?它主打的CVVD技術又是什麼原理?接下來為大家揭曉。提前預警:本篇可能稍微有些枯燥,不過相信你看完會有收穫的。

1。5T 200馬力水平怎樣?

首先說一下,這臺發動機其實我們並不陌生,今年4月份北京現代旗下緊湊型SUV全新途勝L上市時便搭載的是這臺1。5T發動機,同樣採用現代號稱全球首創的CVVD連續可變氣門持續期技術,可根據不同行駛條件,合理控制氣門開啟持續時間,兼顧高效、經濟與動力效能。

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這個全球首創我先打個問號,後面和大家聊一下原理大家自行判斷就行。

從引數上來看,200馬力以及253牛·米的扭矩已經超越了部分2。0T發動機,特別是某些品牌的低功率2。0T發動機,而更為亮眼的在油耗部分:工信部油耗為6L/100km,基本比同排量同級別的車型都要低。我最初以為是透過增大渦輪尺寸或者渦輪壓力來壓榨動力,不過既然能兼顧燃油經濟性,說明事情沒有那麼簡單。要知道油耗、動力、排放這三者是相互排斥的關係,動力強自然油耗高排放高,但是這臺1。5T發動機都能達到同級領先的水準。

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據工程師介紹,這臺發動機的主要特徵是動力效能和油耗的平衡,在我們日常最為常見的工況中,透過單渦管大容量渦輪增壓器最佳化,重點開發高速效能。

在發動機發展的這一百多年中,動力和燃油經濟性的矛盾一直是汽車發動機技術研究的核心。對於普遍應用的四衝程發動機來說,透過進氣、壓縮、做功、排氣過程來推動車輛行駛。

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以呼吸舉個簡單的例子,生物的呼吸往往是自然而又高效的方式,在我們走路、加速跑、馬拉松運動的時候我們的呼氣和吸氣頻率是完全不同的,不僅僅是呼氣吸氣的速度不同,時長也不同,如果發動機可以像人一樣自我調節“呼吸”的頻率,那麼也可以將發動機的能力發揮到極限。

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那麼就讓我們來看看這臺發動機應用了哪些先進技術:

首先,CVVD技術,可以根據車輛不同的工況連續可變地調節氣門開啟持續時間,這個技術的核心是在控制進氣門開閉的凸輪內,增加了調節旋轉重心的連線裝置,由此改變了凸輪的旋轉速度,從而控制氣門開閉的持續時間,最終獲得理想的動力輸出和燃油效率。

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連續可變氣門XX,我相信如果有車迷的話聽這個詞挺多次的,特別是本田黨,在本田稱霸內燃機的年代,一手VTEC打遍天下無敵手。VTEC其實也是氣門技術的一種,氣門技術為什麼重要?因為我們車輛執行的工作環境不一樣,承擔的載荷也不同,你想想,堵車時、高速時、急加速時對於發動機的要求其實都不同,而燃燒技術最為直接的便是在進氣和排氣上做文章,氣門技術應運而生。

1920年VVT(單頂置凸輪軸可變氣門正時技術)就已經被推出,上個世紀60年代應用於量產車之上,本田用VTEC技術橫掃上個世紀末期,直到今天紅頭本田開VTEC依然被許多車迷懷念;隨後寶馬推出了ValveTronic技術,透過步進電機和巧妙的機械結構實現了氣門升程近乎無級的變化,顯著提升燃油經濟性。

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事實上,VVT技術的主要改變點有3種,改變升程,改變正時以及改變持續時間,而後者是這裡面結構最為複雜的。當然,也有不少車企會混合採用不同的VVT技術,以更好提升發動機效能。

2019年,現代集團釋出了他們第三代可變氣門技術:CVVD,全稱continuously variable valve duration,連續可變氣門持續時間。而今年也正式將第四代CVVD技術搭載於這臺1。5T發動機上。

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縱觀這項技術的發展,從最初的第一代S-CVVT連續可變氣門正時,逐漸演變到第二代的D-CVVT雙重連續可變氣門正時、第三代的CVVL連續可變氣門升程,現在則是發展到了第四代的CVVD連續可變氣門持續期。概括而言,四代技術的升級,每一次的進步都是圍繞著更加精準和更加高效的控制氣門變化而展開。

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CVVD技術原理講解

前文說了,這個技術最大的特點是可以改變氣門開啟的持續時間,結構的特徵是什麼呢?

比較瞭解汽車,或者有一定汽車修理知識的朋友們應該會知道,氣門技術常見的會在凸輪和凸輪軸上做文章,如本田是設計了兩個高低的凸輪來實現升程的變化。而現代這套CVVD最大的特點是,凸輪和凸輪軸不是固定在一起的。

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原理上VVD(可變氣門持續期)技術需要凸輪的輪廓有變化,透過不同的凸輪外形可以實現不同的持續時間——這是不可能的,但是現代透過連桿機構,利用角速度一定的時候,線速度與旋轉半徑成正比,而當線速度一定的時候,角速度則與旋轉半徑成反比的原理,設計了一個電機驅動的軸套,透過渦輪渦杆的機構控制凸輪在凸輪軸上左右移動而實現。

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有了這個CVVD技術,就可以很方便的實現諸如氣門重疊、內部EGR,米勒迴圈,最佳氣門開閉時機等,所以發動機可以根據駕駛者的意圖,在不同的工況,採用不同的氣門持續時間,從而提高動力性、經濟性,以及降低排放。

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同時還在這臺發動機上應用了高壓直噴系統透過噴油嘴噴射微粒化/降低PN及結構最佳化改善應答;綜合流量控制閥,透過控制車輛駕駛條件的最佳冷卻水溫度改善油耗;皮帶張力自動調節裝置:透過控制車輛駕駛條件的最佳張力,改善油耗。這些技術的應用大家看出來沒,基本都是在不降低發動機動力性的前提下,最大化阿特金森迴圈油耗收益,保證燃油經濟性。

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那麼這項技術最大的優勢便是靈活性,依靠這套獨特的機械結構,使得氣門執行有更靈活的時間寬度——現有的可變氣門技術大多隻能實現奧拓迴圈和阿特金森迴圈,而現代這套技術可以在奧拓迴圈、阿特金森迴圈和米勒迴圈三者間自由切換,壓縮比也可以在4:1-10。5:1之間調整。

內燃機的時代之殤

不過這項耗時9年研發的發動機技術,卻在這個時代被賦予一種悲劇色彩。對於現在大多數主機廠來說,燃油機的研發要麼有計劃地停止,要麼暗中減少發動機的研發投入,電氣化對於每個廠家來說都是勢在必行的結果。

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畢竟相比發動機來說,電動機可以做到更高的馬力,以及不耗油和零排放,內燃機已經註定要退出歷史的舞臺。起亞不是不懂,但是在目前這個仍舊是燃油車銷量佔大頭的時代,我們能看到有車企繼續在發動機技術上進行著突破,是十分難能可貴的。甚至對我自己來說,如果是我自己開車更願意開一臺燃油車,而非電動車,也是內燃機時代最後的執著吧。

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說完了這部分,也和大家聊聊我對這臺發動機幾個疑問,也希望能得到廠家的解答吧。

首先由於在發動機結構中加入了可控制的軸套和電機,整體的元件結構都複雜了一些,不知道多了這些零部件對於發動機的可靠性會有怎樣的影響,這部分需要有廠家用更多公里的實驗資料來證明。而另外一方面,我們也需要考慮到這套元件如果出了問題,後期的維修費用如何,畢竟歷史上也有品牌的發動機大修費用高得超出一般人理解範圍的。

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其次,便是這臺1。5T的發動機起亞號稱同級最強,如果圈定在四缸機的範圍內沒啥問題,不過大家知道馬上日產的全新一代奇駿就要上市了,而那臺車同樣搭載了一臺黑科技滿滿的1。5T發動機,達到了204馬力,綜合油耗甚至比起亞這臺發動機更低,雖然是臺三缸,不夠這剛得到的頭銜可能很快就要讓出去咯。

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起亞宣傳這套技術是全球首創,不過從原理來看其實和早些年羅孚的VVC:variable valve control(可變氣門控制)技術有些相似,而那套技術在我印象裡貌似2006年就面試了初級版本,可惜後續沒有更新了。不能否認這臺技術的優秀——這麼多年來除了羅孚和現代就沒有第三家車企推出。