不关注全新K5没关系，但CVVD技术还是牛逼的

伦的天地

东风悦达起亚全新凯酷正式预售，虽然新车拥有酷炫的外观，但在国内，并没有引起消费者关注，或许大家都已经认为韩系车能拿得出手的，就只有外观了。然而，这次可真的不一样了，全新凯酷搭载的 1.5T 发动机本身，就充满了亮点。


这款全新的 1.5T 发动机，使用了一种全新的发动机技术—— CVVD。CVVD 即 Continuously Variable Valve Duration 的缩写，意为连续可变气门开启时间，是该技术首次被运用在发动机当中。




可变气门技术有哪些？
在过去很长一段时间，发动机的可变气门技术，对发动机的性能起至关重要的作用，在某种程度上决定了发动机的先进程度。为了让大家更容易理解，我们需要了解发动机气门的作用。在传统的四冲程发动机中，进气门会在发动机的进气冲程中打开，让空间进入气缸，为燃烧提供条件。而燃烧后的废气，则会在排气冲程中，通过打开的排气门排出气缸。进、排气门，就是控制空气进出气缸的大门。


发动机进、排气门机构
但是，发动机在不同转速和不同工作状态下，对进入气缸的空气量有不同需求。例如，当发动机转速较低，且动力需求不大时，发动机并不需吸入大量的新鲜空气，因为过多的空气进入气缸，会造成燃料的过度消耗（空燃比是一定值），影响经济性；而当发动机转速较高，且需要高动力输出时，正常的气门开启时间或升程，不足以满足发动机的进气需求，限制了动力的输出。


可变气门技术，让发动机的能更加适应不同的工作状态。
此外，在实际使用中，发动机的进、排气效率并非达到理论值。为了提高发动机的性能，进、排气门在什么时候打开（气门正时）以及打开的幅度（气门升程），就成了现在可变气门技术的主要发展方向。
如我们常听到的 VVT 技术，就是气门正时可变。现在这项技术的最终形态，是进、排气门正时连续可变（DCVVT，Dual Continue Variable Valve Timing）。在该技术的帮助之下，能达到提升发动机低转速下的扭矩表现、减少发动机有害物的排放、提高发动机经济性的目的。


至于气门升程可变技术（VVL， Variable Valve Lift），可能大家最耳熟能详的就是本田的 VTEC 技术。本田 VTEC 技术，是最早应用到发动机上的可变气门升程技术，它采用分段的方式，在不同转速下采用预先设定好的气门升程，一般分为两段或三段。在低转速下，采用较低的气门升程，可以提升发动机的扭矩输出，同时提高经济性。而在高转速下采用高气门升程，则有效提升了发动机的进气效率，提升发动机功率。


分段式的气门升程可变技术
继本田之后，有不少车企研发出了无级可调的气门升程可变系统，相比分段式的气门升程变化带来不线性的动力输出体验，无级可调能让发动机动力输出过渡更加自然，而且更宽泛的调整范围，可让发动机在不同转速、不同工况下实现最高效的动力输出，如宝马的 Valvetronic 技术。


宝马 Valvetronic 技术可以让发动机进气门升程在 0.25mm-9.7mm 之间连续可变。
由此可见，气门正时可变以及气门升程可变两种不同的技术，有其各自的针对性。当将它们结合起来，就可看成是完美的可变气门技术，能够让发动机在不同的工况下，兼顾油耗和动力。
增压发动机时代，需要全新的可变气门技术
不过，当发动机进入到涡轮增压时代，气门正时可变和气门升程可变，已经不足以在发动机的全工况下，精准控制气缸的进气量。现在的气门可变技术，只能够让发动机实现奥拓循环和阿特金森循环或奥拓循环和米勒循环之间的切换。


四冲程发动机的工作循环，奥拓循环是最基础的，即进气、压缩、燃烧、排气四个冲程，分别与活塞的每次上、下运动完成重合，发动机的实际压缩比等于膨胀比，在这种循环当中，动力性更好，但是效率并不高。而阿特金森循环和米勒循环，其实都是让发动机的实际压缩比小于膨胀比（减少进气冲程中气门的打开时长），是提高发动机热效率的主要手段。




奥拓循环（左）与阿特金森循环（右）的进气与压缩冲程进气门状态对比。
阿特金森循环，指的是依靠进气门延迟关闭（发动机进入到压缩冲程后才关闭进气门），让一部分已经吸入到气缸内的空气经过进气门排出，从而使发动机的实际压缩比小于膨胀比，提升热效率，适用于进气压力小于等于大气压的工作条件。
在进气压力高于大气压时，要实现压缩比小于膨胀比，就需要依靠米勒循环。在这种工况下，进气门能够提前关闭（进气冲程还未完成就关闭进气门），切断了空气进入气缸的大门，同样实现了压缩比小于膨胀比。


由于增压发动机的进气压力分为两种状态，分别是涡轮增压器建立正压前的小于等于大气压，和增压器起效之后的大于大气压。发动机要在这两种不同的进气压力下，提高发动机的效率，就需要发动机同时能够满足阿特金森循环和米勒循环两种工作条件。但是，由于发动机气门的打开时间长度是固定的关系，依靠 DCVVT 以及 CVVL 气门技术，并不能实现。这也是涡轮增压发动机的热效率不及自然吸气发动机的主要原因之一。
CVVD 是黑科技？
起亚全新的 CVVD（连续可变气门开启时间）技术，则改变了内燃机的现状。CVVD 技术是在气门的驱动部件——凸轮轴上增加了独特的机构，使凸轮的转动速度能与凸轮轴轴体之间产生角速度差，从而能够在不改变气门升程的情况下，增加或减少气门的打开时间。


利用凸轮和凸轮轴之间的角速度差，实现了对气门开启时长的连续可变。


在这基础上配合连续气门正时可变技术，全新凯酷所搭载的 1.5T 发动机，实现了在阿特金森循环、米勒循环以及奥拓循环之间进行切换。这意味着，发动机的有效压缩比，能够在 4 ∶ 1 至 10.5 ∶ 1 之间灵活地调整，在每种工况下，均前所未有地高效。


通过改变进气门的开启时长，可以改变发动机的压缩比。


按照起亚官方的数据显示，采用了 CVVD 技术后，发动机的动力性能提升了 4%，燃油经济性提升 5%，而排放物减少 12%。而首次应用该技术的 1.5T 发动机，最大功率达到了 125kW，峰值扭矩达到 253N · m，并帮助全新凯酷的综合油耗降至 5.7L/100km。


从动力数据上看，似乎这款新的发动机与旧款车型搭载的 1.6T 发动机相比，优势并不明显。但明显下降的油耗，足以说明了全新发动机效率的提高。当然，作为一项全新的发动机技术，在未来的不断优化之下，作用将越加明显。


与旧款车型的 1.6T 发动机相比，全新 1.5T 发动机在动力上稍微逊色，但经济性有较为明显的提升。
于普通用户而言，随全新的技术而来的，是可靠性、耐用性。此前，有个别车企为了借新技术作为新车宣传的重点，在技术还未趋于稳定前推向市场，让广大用户充当了耐久性试验的检测人员，当问题大面积出现后，对品牌形象造成很大的影响。




CVVD 系统采用纯机械结构设计，只是驱动由电动机完成。


有了这些前车之鉴，起亚当然不会重蹈覆辙，CVVD 技术，经历了 9 年时间研发而成，整个 CVVD 系统，除了驱动电机外，其余均为纯机械结构，即使电动机出现故障，也能确保发动机的运转正常。另外，在旋转、滑动部件的接触表面，进行了超高精度加工处理，并且有专门的润滑油道，确保可靠性和耐用性。


组成 CVVD 系统的机构，其表面经过精加工，并且设有专门的润滑油道。
在汽车行业正在经历的 " 新能源运动中 "，" 传统燃油发动机已成为时代的弃儿 " 的说法逐渐成为主流。但是，燃油发动机真的遇到技术瓶颈了吗？纵观近几年，我们不但没有看到车企停止对内燃机技术的研发：丰田通过造出了热效率超过 40% 的自然吸气发动机；日产 VC-TURBO 发动机让可变压缩比成为了现实；而现在，起亚实现了连续可变气门开启时间技术的首次运用。传统车企用一个个事实向我们证明了，内燃机依旧有潜力可挖。
无可否认，未来是新能源的世界，但是，机电结合（内燃机 + 电动机）也是新能源的一种，而在目前情况来看，这样的技术发展方向，消费者更容易接受。