谁说只有电动车节能环保?现代·起亚凭这两项黑科技革新下一代燃油车

  在内燃机问世后的百年时间里,出现了各种巧夺天工且影响深远的技术发明,比如涡轮增压技术、转子发动机等。

  内燃机技术之外,随着汽车大规模生产的需求,一些车企如大众汽车、戴姆勒等,开始推出集成各项模块化技术的汽车平台。

  这两项技术也是衡量车企技术实力的关键指标。能同时做好这两件事的车企屈指可数。而作为全球五大车企之一的现代·起亚汽车,同时持有发动机技术和汽车平台两张王牌。

  这两款车正是现代·起亚汽车第三代平台 i-GMP 与全球首创 CVVD 技术的完美展现。

  从发动机的研发历史看,CVVD 技术是对发动机气门控制的创新,同时实现了对气门开启维持的时间和开始时间的控制,兼顾动力性能和燃油经济性。

  另外,值得一提的是,这项技术已在美国、欧盟等多个国家和地区完成了超过 100 多项专利注册。

  从汽车平台研发的维度看,第三代平台 i-GMP 在前两代平台的基础上,实现了对车辆外观、底盘、安全等的全面提升,来由此打造一大批性能更高的车型。

  按照行业通常的规律,新一代发动机技术和汽车平台的影响将持续五到十年甚至更长时间。

  其中,内燃机是车企投入研发时间最长的技术,至今已有 134 年时间。内燃机技术的门槛最高,由于需要投入大量的资金、时间和研发人才,能在这一领域做出亮眼成绩的,大多是实力丰沛雄厚的车企。

  主流内燃机的工作原理包括 4 个冲程,通过在气缸内不断循环「进气-压缩-燃烧-排气」4 个冲程,从而将热能转化动能。

  4 个冲程中,在进气冲程环节,进气门开启,让空气和燃油的混合气体进入燃烧室内;经过压缩和燃烧环节,再进入排气冲程环节,此时排气门开启,将燃烧冲程后产生的废气排出。

  很长一段时期内,由于压缩和燃烧环节中的曲轴和活塞以恒定的状态运行,车企选择了从气门控制入手。

  在 1992 年,第一项名为「CVVT」的气门控制技术出现,率先研发这一技术的是大名鼎鼎的保时捷。

  简单讲,这是一项控制气门开启时期的技术,通过油压或电机的力量来调整气门开启时期,从而改变燃油效率。

  当车辆在高速行驶时,在排气冲程运行时,保持排气门开启,并提前开启进气门,从而能够排出更多燃烧室的废气,增加发动机的动力。

  当车辆低速行驶时,则延迟关闭进气门。在压缩冲程运行时,延迟关闭进气门,从而让气缸内可压缩的混合气体量减少,燃油喷射也相对减少,适应低速行驶时所需动力较小的状态,大幅度提升燃油效率。

  CVVT 改进了进气门开启和关闭的时间差,也即改变了开启时期。后来许多车企开始搭载 CVVT 技术,汽车发动机进入高性能时代。

  CVVL 技术原理是通过调节臂、连接臂等机械结构控制气门开启量。CVVL 电机通过调节蜗轮、蜗杆机构,推动中间摆臂向左、右侧运动,从而改变气门开启幅度,以达到改变进气量的效果。

  简单来说,传统的控制气门开闭的方式是,通过凸轮轴直接驱动气门上下运动,造成气门的不断开闭。

  而在宝马的 CVVL 系统里,增加了一个「中间推杆」,然后让凸轮轴通过中间推杆去驱动气门上下运动。

  这个中间推杆的初始位置可以被「机械轴结构」控制,这样一来,最终执行出来的气门开闭幅度就会随中间推杆的几何位置而变化。

  最终的结果是,CVVL 技术改进了气门开启量控制技术,最大的效果是降低了油耗。

  理论上,技术到了这一步已经接近完美,CVVT 能控制气门的开启时期,CVVL 又能控制开启量,看似已经没有改进余地。

  然而,工程师追求卓越的脚步并未停下。现代·起亚汽车的一项黑科技即将上场。

  最早提出 CVVD 技术创意的人叫河京杓(名字为音译),他是现代·起亚汽车汽油发动机 2 研究室研究委员。

  2010 年,河京杓在开发现代·起亚汽车的 CVVL 技术时,一股想要超越传统可变气门技术的念头浮现。

  2009 年 7 月,韩国宣布将投资 107 万亿韩元(约合 840 亿美元)在未来 5 年中提高能源使用效率,减少对化石能源的依赖,并帮助经济增长。

  青瓦台还表示,在全球居第五位的韩国汽车业,必须在 2015 年之前把汽车的油耗降至平均 17 公里/升的水平,或者二氧化碳排放量 140 克/公里的水平。

  而当时,韩国 1.6 升及以下排量的汽车,油耗标准为 12.4 公里/升;排量在 1.6 升以上的汽车,油耗标准为 9.6 公里/升。

  比如中国在 2009 年 7 月,由工信部出台了《轻型汽车燃料消耗量标识管理规定》,要求自 2010 年 1 月 1 日起,总质量在 3.5 吨以下的乘用车和轻型商用车(包括国产和进口车型),在销售时必须粘贴《汽车燃料消耗量标识》。

  韩国本土以及全球市场对油耗的强制要求,让河京杓意识到,需要研发一项与传统可变气门控制技术都不同的新技术。

  在一次看到侄子们玩「偏心运动」玩具时,他想到了「偏心驱动原理」的创意,随即开始设计草图。

  在经历了先行研究、先行开发、量产开发等各个阶段,最终和小组成员一起,于 2017 年 3 月,发布了名为 CVVD 的技术。

  乍看上去,CVVD 与此前的 CVVT 和 CVVL 相比有几分相似,甚至被许多人当成 CVVL 的演化版本。

  其技术原理是,利用偏心机构改变凸轮的角速度,并由此改变气门开启持续时间。

  当发动机以低转速运行时,气门能保持常开,在压缩冲程进行时才关闭,来保证在匀速行驶时较高的燃油经济性。

  当发动机以高转速运行时,气门会在压缩冲程开始时就关闭,从而提升空气和燃料的混合效率,提供更稳定的扭矩输出。

  也就是说,CVVD 能够最终靠拉长气门开启的维持的时间,提高发动机效率,确保燃油经济性,或缩短气门开启的维持的时间,实现更高的动力等性能表现。

  相比 CVVT 和 CVVL 对气门开启维持的时间和进气量的分别控制,CVVD 可以同时二者兼顾,从发动机研发技术历史上也是第一次。

  如果将 CVVT、CVVL 比作技艺卓绝的绝世高手,CVVD 则更像是一个集大成者的新的门派宗师。

  现代·起亚汽车给出的官方数据是,应用 CVVD 技术的发动机,相比于传统内燃机将能轻松实现性能提升 4%、燃油性提升 5%、污染排放减少 12%。

  这意味着,随着这项技术的问世,相当于为既追求动力输出,同时又想要节油环保的消费者打开一扇门。

  据悉,中国国内搭载 CVVD 技术的首款发动机,将是 1.5T-GDi Smartstream 直喷汽油涡轮增压发动机。国内首批搭载这一发动机的车型,将是北京现代第十代索纳塔和东风悦达起亚凯酷。

  CVVD 技术这项最初让工程师直呼「搞不懂」的新技术,终于得以实现量产商用。

  现代·起亚汽车的造车历史长河中,拥有着不少经典车型,其中索纳塔和 K5 扮演了重要角色。

  1985 年年底,第一代索纳塔发布,仅用了三年时间,这款车的全球累计销量便达到了 58 万辆。

  此后十多年间,索纳塔的第二代、第三代和第四代车型陆续上市,并在韩国本土和北美市场取得了不俗的销量成绩。

  由于对车身比例、线条等外观设计进行了大幅度的提高,再加上当时的同级车竞品较少,这款车在国内上市后第一年的销量迅速突破 4 万辆。

  之后的第八代索纳塔也是传奇车型,在 2011 年到 2012 年长期位居月销量前三。

  2010 年,经过多年的打磨,第三代 Optima 首次亮相于纽约车展,并正式命名为起亚 K5。

  此时国内,正值第八代索纳塔热销期间,定位中级车的起亚 K5 进入国内市场。

  首次进入中国市场的起亚 K5,在设计师彼得·希瑞尔的操刀下,采用了起亚的虎啸式家族前脸,外形变得更时尚、动感,在国内收获了大批粉丝,更是引起了新一轮的追捧。

  此后,起亚 K5 不断进行技术升级与设计突破,在 2013-2016 年间,凭借过人的外观设计和强大的质价比,起亚 K5 在当时的中国汽车市场,留下了光辉的战绩,并一度与索纳塔、迈锐宝并称为「中级车三宝」。

  到 2016 年,现代·起亚汽车在华销量达到巅峰时刻,包括索纳塔、K5 等在内的车型,当年合计为现代·起亚汽车在华市场贡献了超 114 万辆的销量。

  如果说发动机技术代表了一家车企的高度,那么,平台则代表一家车企的视野广度。

  在现代·起亚汽车的工程师潜心研发 CVVD 技术时,围绕汽车平台的研发同样从未停止。

  通常来讲,平台指的是位于汽车底部空间的引擎室和底盘布局的整套技术。它可以影响到车型在设计风格、车内空间、行驶性能和安全性能等多方面的表现。

  利用平台造车,是车企提升车辆开发效率、打造具有卓越品质汽车的重要方法论。

  现代·起亚汽车的第一代平台诞生于 2008 年,该平台推动了发动机舱、上部车身/下部车身、电子/IT、底盘、内饰/外饰等系统的标准化和共享化,为量性的增长奠定了基础。

  2015 年,现代·起亚汽车推出了第二代平台,这代平台的特点是对汽车的各项性能进行了优化,扩大了标准零部件的适应对象。

  与此同时,第二代平台的完成度及配件性能已达到国际水准。国内畅销车型第九代索纳塔就是这一平台代表作。

  这个平台涵盖了汽车底盘的主要零部件,即底盘、悬架、动力总成、燃料装置、空调装置、转向装置、排气装置、座椅框架等兼容包,且实现了模块化,大体分为前纵梁、仪表、中地板和后地板 4 个模块。

  除融合了现代·起亚汽车最新的模块化技术之外,i-GMP 平台在安全性、轻量化和驾驶性能等多个领域进行了创新性的改变。而且,第三代平台还可以开发轿车、SUV、MPV 等多种车型。

  基于第三代平台 i-GMP 的首批车型将是北京现代第十代索纳塔和东风悦达起亚凯酷,这两款车将在今年内上市。

  那么,最新的第三代 i-GMP 平台能不能成功?这取决于新平台究竟有多大程度的提升。

  通过采用多重骨架结构发动机舱、副车架的变形模式控制管理系统、下臂强度及偏离位置控制管理系统、A 柱变形模式优化系统等,在发生小重叠碰撞时侧滑,从而进一步保障驾乘人员安全,也降低了了与尾随车辆二次碰撞的几率。

  多重骨架引擎室结构又能够理解为「适合多种道路通行的车身结构」,是将前纵梁、副车架、保护板等有机整合在一起。

  这种设计的好处是,当车辆发生事故时,冲击力会被前纵梁、副车架等结构分散吸收,而非像传统的车身结构那样,单纯由纵梁承担,从而最大限度地降低驾驶员和乘客受到的伤害。

  美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)开展的 NCAP 中,第十代索纳塔在正面碰撞、侧面碰撞及翻滚测试 3 个领域共进行 7 个细分项目评测,均获得满分。

  i-GMP 优化了前悬架和后悬架的结构,通过提高前悬架的主销后倾拖距和角度,从而确保高速行驶的稳定性。

  通过优化后悬架的控制车轮移动的悬架臂配置,并增大了转向传动比,来提升了反应性,确保了弯道行驶稳定性。

  此外,后减震器的安装角度也发生了改变,将减震器设置成接近垂直的角度,以此来降低了车辆经过凹凸路面时所吸收的冲击量,以改善后座的乘坐舒适性。

  第三代平台 i-GMP 针对发动机舱、座椅位置、车厢地板、后备箱等采用了下置式设计,这样车身重心降低,提升稳定性。

  同时平台还优化了车内动力总成的布局,将主要部件及电池等配件移至车体中心位置并且安装的地方向下移动,这样的优化,能提高运动性能。

  由此,基于 i-GMP 的北京现代第十代索纳塔的重心较上一代车型低了 30mm。

  低底盘还让车辆的外观更加具运动感,而参照索纳塔过往的成功经验,颜值通常是车型热销的重要的条件之一。

  从北京现代第十代索纳塔和东风悦达起亚凯酷的的外观设计看,两款在前代车型基础身上进行了大幅改进,看上去更年轻化和充满力量感。

  诸多改变意味着,基于 i-GMP 的车型将具备安全、行驶稳定、高颜值等诸多亮点。对于现代·起亚汽车而言,i-GMP 将成为一件核心武器。

  总体来看,随着 CVVD 和第三代平台 i-GMP 的量产应用,现代·起亚汽车正在进入将先进的技术落地的关键阶段,此前布局多年的技术如今悉数拿出,或将直接促进市场大规模爆发。

  对于那些曾经钟情于现代·起亚汽车颜值和节油性能的人来说,如今的改变更加彻底。

  在保留以往优势,同时增加了发动机性能、安全性和乘车舒适感后,现代·起亚汽车正在为吸引新一代消费者准备好,而这种准备已经酝酿了多年时间。

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