无凸轮轴的QamFree,是什么鬼?
speed志 2017-02-05

2016年北京国际车展,观致汽车不仅展示了两款纯电动概念车,更掀开与“幽灵跑车”之父克里斯蒂安·冯·科尼赛格(Christian von Koenigsegg)技术合作的神秘面纱。两强联手,为业界和消费者奉上一款具有革命性意义的汽车“心脏”——QamFree发动机。



QamFree发动机由克里斯蒂安·冯·科尼赛格和厄本·卡尔森(Urban Carlson)先生旗下FreeValve公司提供专利技术支持。通过气动、液压或电动执行机构来实现每一个气门的独立控制,替代了传统的凸轮轴气门控制系统,给予引擎开发更多的自由空间。这样做的好处——更强悍的动力输出、更低的油耗和排放,且能使相同排量发动机具备更小巧的体积。



众所周知,气缸顶部的凸轮轴,作为发动机重要的零部件,控制着发动机进、排气门的开启和关闭,决定着发动机呼吸是否顺畅,以前多数发动机的气缸只有一个进气门和排气门。随着发动机转速提高,传统的两气门已经无法胜任高负荷下的工作,阻碍了发动机性能的进一步提升。



这时,多气门技术诞生了,随后为了最大程度提升不同转速和工况下的发动机效率,气门正时可变和气门升程可变技术应运而生,但始终是由凸轮轴来进行统一的控制,每个气门可调整的范畴始终有限。



用带执行机构的气门阀代替凸轮轴控制气门的想法已经存在多年。而如今这一革新技术的诞生,得益于FreeValve公司的气动-液压-电动混合的气门执行器(Pneumatic-Hydraulic-Electric-Actuator,简称PHEA)的出现。



简言之, QamFree以PHEA控制发动机气门,取代传统的顶置凸轮轴气门控制技术,每个气门的运作都可以独立控制,也意味着每个气缸可以得到更高效精准的进排气控制,赋予引擎开发更多的自由空间。发动机在不同工况需求下,进、排气气门的正时和升程都能独立进行编程和控制,因此能获得更优异的进排气及燃烧效率。



试想一下,传统的凸轮轴气门控制方式,就像一位钢琴演奏者在用一根棍棒来弹奏琴键。而现在,同样的一位钢琴演奏者终于能用单独的手指来直接弹奏。这就是QamFree为传统的曲轴驱动气门的发动机带来的一次大解放。


与传统曲轴驱动气门的发动机相比,QamFree的诞生带来了瞩目的优势:


燃油经济性更好——能有效降低燃油消耗。同样排量(1.6L)的发动机可以提高燃油经济性大约15%。


发动机性能更强——不同工况下发动机的燃烧效率、进排气效率都得到大幅度提升;进气侧不再需要节气门体,PHEA可以直接实现节气门的功能,由此获得最佳的发动机响应效果;涡轮增压器不再需要泄气阀,涡轮迟滞更低。


排放污染更低——燃烧更充分,排放自然会降低。同时因为不需要高压直喷系统就能实现高压缩比,从而减少通常直喷系统带来的颗粒。


发动机更为轻量化——因为QamFree系统比它代替的凸轮轴气门控制机构更小更轻,发动机整体尺寸可以缩小,更为轻量化;这也能为整车前部的造型、空气动力学和人体工程学设计提供更多的空间。


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