无凸轮轴发动机即将在中国完成评估验证

SAEInternational-国际自动机工程师学会

瑞典Freevalve公司旗下的无凸轮轴发动机采用了“气动-液压-电子”技术(图片来源:FreevalveAB)。

今年晚些时候,FreevalveAB公司的无凸轮轴发动机将由观致汽车(Qoros)完成评估。未来,这种名为Qamfree的技术将有机会真正走入量产发动机,为发动机工程师的动力系统设计与制造带来新的维度。

除了奇瑞旗下的观致汽车,还有另外两家汽车厂商也被认为有计划采用Qamfree系统。

瑞典Freevalve公司开发的单气门气动-液压促动器细节图(图片来源:FreevalveAB)。

Freevalve公司在到年间曾为瑞典超跑制造商KoenigseggAB的姐妹公司,目前已经成为一家独立企业。与其他无凸轮轴设计发动机不同,Freevalve的Qamfree系统使用“气动-液压-电子”促动器(PHEA)来取代传统凸轮轴。Freevalve公司的工程师指出,这可以在完整气门进程中提供更精准的控制,并在进气和排气两侧提供气门提升。

一部安装在观致研发车中的Qamfree发动机(图片来源:FreevalveAB)。

年北京车展期间,这款Qamfree系统曾搭配一款1.6L4缸16气门DOHC涡轮增压汽油发动机一同登陆一辆观致概念车,完成首次公开亮相。Freevalve工程师声称,与采用传统凸轮轴发动机的同等规格车型相比,这种无凸轮轴设计可以为车辆提供47%的动力提升、45%的扭矩增加,以及15%的降耗表现。

Freevalve公司指出,任何负载等级的发动机采用Qamfree系统后,进气和排气侧的气门定时均支持独立编程,系统则将根据具体驾驶条件,决定采用哪种配置,以实现性能最大化,或燃耗和排放最小化。

Freevalve公司无凸轮轴发动机设计的组件图(图片来源:FreevalveAB)。

CTOQA问答

这款发动机不仅没有凸轮轴,而且也没有使用相关配套硬件,包括节气门、凸轮轴驱动、定时齿轮和外壳、排气门、预先催化转换器,及直喷系统等。系统配备了专用的阀门位置传感器。与常规发动机相比,无凸轮轴发动机不仅在减重方面具有优势,与采用常规气门的标准发动机相比,无凸轮轴发动机的燃料消耗量在“正常”驾驶工况中可降低10%。

Qoros和Freevalve公司正在利用一款具体型号未知的观致车型,共同对这种无凸轮轴概念设计进行测试评估。

随着评估接近尾声,Freevalve首席技术官UrbanCarlson接受了《汽车工程》欧洲总编StuartBirch的采访,共同讨论无凸轮轴发动机及其应用及影响。

Freevalve公司CTOUrbanCarlson表示,观致汽车公司对我们无凸轮轴发动机的评估预计将于年底完成(图片来源:FreevalveAB)。

SAE:对于一些更保守的厂商而言,Freevalve公司的设计会不会太激进了?

Carlson:对,没错。不过,为了满足即将实施的排放法规,汽车厂商仍有充分理由选择尝试我们的系统。此外,人们现在越来越热衷开发先进的发动机控制策略,而我们的概念设计非常符合内燃机的这种发展趋势。我们的优势在于技术更新颖,参数表现更优秀,从而更好地满足汽车厂商实现发动机精准控制的需求和目标。

SAE:Freevalve并不需要一些价格昂贵的传统组件,那么如果产量达到一定规模,这种发动机的成本是不是会低于常规的同级别发动机呢?

Carlson:是的。在没有小型化的情况下,1.6L涡轮增压发动机即可节省约20公斤(44磅)重量。通过紧凑安装和进一步优化,我们预计Qamfree的完整设计可以降低发动机的整体成本。我们的成本评估显示,Qamfree系统的成本应与汽油直喷发动机组件相仿,需要采用一些更先进的后处理系统,比如颗粒过滤器。我们预计,与同等性能的柴油机相比,汽油机搭配Freevalve系统的成本要明显低的多。

SAE:除了观致公司,在不久的将来是否还有其他厂商采用无凸轮轴发动机技术?

Carlson:是的。市场导入当然还需要一定时间,但我们正在同时跟进几个不同领域的项目。我们预计,至少有两家客户将在明年公布他们的计划。

SAE:目前多个国家均已表示,将在到年间逐步立法淘汰内燃机汽车,从而支持电动汽车的发展。您认为无凸轮轴发动机是否能在这种巨变下为内燃发动机带来更多机会?

Carlson:我们肯定无法预见所有地缘政治因素,但从更广义的层面看,内燃机的性能可以通过采用Freevalve的系统得到显著改善。在包括公路、铁路和航运在内的交通运输领域中,更多的



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