大舉延攬全球優秀汽車設計人才的中國Qoros(觀致)汽車,在今年北京車展中展出與Koenigsegg之父旗下公司技術合作的最新引擎「QamFree」。這具引擎特別之處是以氣動、液壓或電動方式驅動汽門機構,免除了傳統內燃機的凸輪軸的存在!根據Qoros的說法,這樣做的最大好處就是動力更強悍,油耗和排放都更低,與相同排氣量的引擎相比,QamFree引擎體積更小巧。
▲這具引擎解除傳統凸輪軸的封印,直接以氣動、液壓或電動等執行機構,為每一個汽門進行獨立控制。QamFree引擎是由Koenigsegg創始人Christian von Koenigsegg這位發明鬼才,和合夥人Urban Carlson共同成立的FreeValve公司所提供技術,針對傳統內燃機的基本架構進行革命性改良,透過氣動、液壓或電動等執行機構,為每一個汽門進行獨立控制,取代傳統凸輪軸汽門控制系統的全新技術。 ▲擁有多項發明專利的Christian von Koenigsegg不只知道如何創造極速,這次帶來的新引擎技術勢必會在汽車發展史上寫下新頁。
規避機械結構的先天缺陷▲搭載QamFree引擎的概念車已經先行搭載上路,未來能否真正量產,只待成本因素尚待解決。在汽車工業一百多年的發展歷程中,引擎汽缸頂部的凸輪軸,一直都是引擎最重要的零件之一,這裡決定引擎進、排汽門的開啟和關閉,向來是工程師鑽研革新的重要領域。以往多數引擎的汽缸只有一個進汽門和排汽門,然而隨著引擎轉速提高,傳統的兩汽門已經無法勝任高負荷下的運轉,阻礙了引擎性能的進一步提升,因此出現多汽門的技術,隨後又為了盡可能提升引擎效率,導入了可變汽門正時和可變汽門揚程等技術,但始終沒有脫離必須由凸輪軸進行統一控制的基本原則,換句話說,每個汽門可調整的範圍始終有限。
氣壓汽門彈簧的考古史▲QamFree引擎體積小巧,汽車前半部的造型因此會有更多可能性。。實際上,以執行機構的汽門閥代替凸輪軸控制汽門的想法已經存在多年,但真正開始被「推廣」,應該是從80年代的F1賽車開始。 ▲即使坐擁全場最強引擎,也不能保證每場比賽都可以通過終點線,這也是賽車技術無法完整轉移量產市場的重要原因之一。隨著技術的改良,這種設計變得很可靠、體積又小,MotoGP二輪賽車也開始察覺它的優點,2005年的Team Roberts所用的KTM賽車雖然毫無競爭力,不過起碼是第一輛全賽季使用氣壓式汽門彈簧的GP賽車,而如今除了Ducati有自己那套用了幾十年的“desmodromic valve”(連控軌道閥)以外,所有賽車都已經採用氣壓彈簧的設計。 或許是製造及維護成本高昂,加上可靠度無法與機械彈簧相提並論,以及沒有超高轉速的需求,以氣動裝置驅動汽門的設計,始終未能在市售車上全面普及。而如今QamFree這一革新技術的誕生,則歸功於FreeValve公司的氣動-液壓-電動混合的汽門執行器(Pneumatic-Hydraulic-Electric-Actuator,簡稱PHEA)的出現。
QamFree的明顯優勢QamFree這具引擎就是以PHEA控制引擎汽門,取代傳統的頂置凸輪軸汽門控制技術,每個汽門的運作都可以獨立控制,也意味著每個汽缸可以得到更高效精準的進排氣控制,賦予引擎開發者更多揮灑的自由空間。引擎在不同運作場合下,進、排氣汽門的正時和揚程都能獨立進行程式化和控制,因此能獲得更優異的進排氣及燃燒效率。
彼可取而代之?新的技術究竟帶來了什麼好處?根據Qoros的說法,簡單歸納於下:
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