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

现代·起亚汽车正在为吸引新一代消费者做好准备,而这种准备已经酝酿了多年时间。

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。

汽车平台发动机技术一起,将汽车制造推向了巅峰。

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。

今年内,北京现代第十代索纳塔东风悦达·起亚凯酷即将在国内上市。

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。

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世界首个应用 CVVD 技术的 1.6T-GDi SmartStream 
直喷汽油涡轮增压发动机

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持续时间和开始时间的控制,兼顾动力性能和燃油经济性。

当下,能做到这一点的车企鲜有,甚至可以说现代·起亚汽车是绝无仅有的。

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

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现代·起亚汽车的第三代平台 i-GMP

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。

现代·起亚汽车决战下个五年的冲锋号已经吹响。

1.改进发动机的历史

发动机是汽车的心脏。

发动机又分为蒸汽机、外燃机、内燃机和喷气发动机等。

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。

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发动机四冲程的工作流程

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。

如果想提升发动机的性能和燃油效率,便需要从 4 个冲程环节入手。

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。

CVVT 又称 Continuously Variable Valve Timing。

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,从而可以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,大幅度提高燃油效率。

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。

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遗憾的是,这项技术无法改变进气量的多少。

于是另一项改变进气量——专业术语叫「控制气门升程」的技术赶在了路上。

这一次,实现技术接力的是宝马集团。

2001 年,宝马发布了电子气门(Valvetronic)技术,这项技术实质上是「连续可变气门升程」(CVVL,Continuously Variable Valve Lift)技术。

通过这项技术,可以控制气门的开启量。

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。

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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 可以控制气门的开启时期,CVVL 又可以控制开启量,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。

2.第一张牌:CVVD 技术

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。

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发明 CVVD 技术的核心团队,下排左起第一为河京杓研究委员

从外部看,2010 年前后,正是世界各地出台更严的油耗法规的时间点。

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。

青瓦台总统府还表示,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。

韩国之外的海外市场,也在加快油耗法规的制定。

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》。

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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,最终和团队成员一起,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。

但如果看懂这项技术的机械原理便会发现,CVVD 是一种全新的技术发明。

CVVD 全称 Continuously Variable Valve Duration,又叫连续可变气门持续期技术。

整个系统主要由凸轮轴总成可变控制器控制电机组成。

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CVVD 系统的三大部件

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,气门可以保持常开,在压缩冲程进行时才关闭,从而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。

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CVVD 技术动态演示图

也就是说,CVVD 可以通过拉长气门开启的持续时间,提高发动机效率,确保燃油经济性,或缩短气门开启的持续时间,实现更高的动力等性能表现。

由于可以控制气门开启的持续时间,CVVD 还可以降低燃烧废气的排放量。

相比 CVVT 和 CVVL 对气门开启持续时间和进气量的分别控制,CVVD 可以同时二者兼顾,从发动机技术研发历史上也是第一次。

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可以实现性能提升 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。

而现代·起亚汽车的第二张牌,也已经握在手中。

3.第二张牌:汽车平台

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。

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第一代索纳塔

2001 年,定位中级车的第五代索纳塔首次成为进入国内市场。

由于对车身比例、线条等外观设计进行了大幅提升,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。

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第五代索纳塔

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。

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第八代索纳塔

起亚 K5,也是一位后起之秀。

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。

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2010 年,东风悦达起亚 K5 国内首次亮相

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,外形变得更加时尚、动感,在国内收获了大批粉丝,更是引起了新一轮的追捧。

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第一代与第二代起亚 K5 对比图 设计再升级

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」。

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起亚第二代 K5

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。

这些经典车型的背后,是现代·起亚汽车的平台技术。

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。

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第三代平台 i-GMP 的核心研发人员

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。

首个基于这一代平台打造的车型就是第八代索纳塔。

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。

2019 年 3 月,第三代平台 i-GMP 发布。

i-GMP,全称 innovative-Global Modular Platform。

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。

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现代·起亚汽车的第三代平台 i-GMP

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SUVMPV 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 平台能否成功?这取决于新平台究竟有多大程度的提升。

4.第三代平台 i-GMP 改变了什么?

相较前两代平台,第三代平台 i-GMP 主要有以下改进:

首先是兼具安全和轻量化特点的车身结构。

通过采用多重骨架结构发动机舱、副车架的变形模式控制系统、下臂强度及偏离位置控制系统、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可以理解为「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。

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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。

第十代索纳塔已经在美上市,它的碰撞测试成绩能更好说明这一点。

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。

此外,该车型进入美国公路安全保险协会 IIHS(Insurance Institute for Highway Safety)TOP SAFETY PICK+(最佳安全选择+)榜单,相当于通过了美国最严苛的两项测试。

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其次是静谧性、舒适度表现更好的底盘。

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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,从而提高了反应性,确保了弯道行驶稳定性。

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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,从而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。

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最后是平台低重心设计带来的稳定操控与动感外观。

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位置向下移动,这样的优化,可以提升运动性能。

平台对悬架的优化,又再一次的提升高速及弯道行驶时的稳定性。

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关键因素之一。

在汽车界,如果想要一款车看起来不那么臃肿,将车身压扁、拉长是不二法门。

如此一来,车型在外观上便显得修长,视觉感受更加美观、动感。

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,看上去更加年轻化和充满力量感。

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北京现代第十代索纳塔
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
东风悦达起亚凯酷

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做好准备,而这种准备已经酝酿了多年时间。

本文为汽车之心原创文章,作者:姚旭阳,如需转载,请联系授权。违规转载法律必究。

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评论列表(5条)

  • 老爷车
    老爷车 2020年6月16日 09:42

    现阶段单靠一方面技术不太可能实现真正的环保,需要电机,内燃机和整车轻量化以及自动化全方位发力才行。

  • 椰子鸡
    椰子鸡 2020年6月16日 09:43

    国产车又该表示不服了

  • 喜洋洋
    喜洋洋 2020年6月16日 09:44

    韩系车越来越摸得透中国市场消费者的喜好了

  • Tom
    Tom 2020年6月16日 10:16

    虽然现在新能源叫的火热,但还是有用电焦虑,短时间内应该还是会两者并存,所以在这期间我们也应该鼓励和支持燃油车企业对新技术的努力。毕竟收益的会是我们自己。

  • 邓连
    邓连 2020年6月16日 13:48

    喜欢现代品牌的人可以入手,毕竟技术酝酿了几年了