这个“友好的小巨人”改变了内燃机的游戏规则。克里斯蒂安·冯·科尼赛克(Christian von Koenigsegg)解释了这个无摄像头的奇迹。
你可以指望Koenigsegg来做不同的事情。以该瑞典品牌的最新车型Gemera为例,这是一款1700马力的四座位混合动力大客车,最高时速可达250英里。在一个充斥着比以往更多的超级跑车的世界里,Gemera脱颖而出。也许最有趣的是它的引擎。
科尼赛克称这种引擎为“友好的小巨人”,简称TFG,这个名字很贴切。TFG是一款2.0升双涡轮三缸发动机,可产生600马力。在每升300马力的情况下,TFG的具体产量远远高于以往任何公路车辆。科尼赛克说,这是“领先于任何其他生产三缸今天光年”,他没有错:下一个最强大的三缸是丰田GR Yaris的268马力发动机。
更不寻常的是,TFG没有凸轮轴。取而代之的是,该发动机采用了科尼赛克的姐妹公司Freevalve的技术,气动执行器独立地打开和关闭每个阀门。我给公司创始人克里斯蒂安·冯·科尼赛克打了电话,以了解这种非传统引擎是如何工作的。
这个友好的小巨人是专门为Gemera设计的。科尼赛克想要的是一款体积小、重量轻、马力大的车。科尼赛克还决定扭转在混合动力Regera中发现的设置,在混合动力Regera中,内燃提供了大部分的总输出功率。在Gemera中,大部分电力来自电动机,Gemera提供部分驱动力,同时为混合动力传动系统的电池充电。
根据这个标准,科尼赛克达到了2.0升,三缸配置。“我们有点摸不着头脑,”科尼赛克说。“三缸并不是最独特的……但后来我们意识到,从技术上讲,每个汽缸,这是地球上最极端的引擎。为什么我们要用比我们需要的更多的东西来让汽车尽可能地轻,尽可能地宽敞呢?”
剩下的就是引擎的特性了。科尼赛克说:“这是一个大口径、大冲程的发动机,它听起来不像某些三缸发动机那样微不足道。”“想象一下,一辆哈雷摩托车多了一个汽缸。那种感觉。”尽管有95毫米内径和93.5毫米行程尺寸,TFG是相当高的转速。最高功率为7500转/分钟,红线设置为8500转/分钟。科尼赛克解释说:“我们倾向于把这些旋转部件设计得比任何人都轻,但同时也注重强度。”如果你做到了这一点,你就可以提高转速。”小引擎也提供大扭矩- 443磅-英尺,从低于3000转/分一直到7000转/分。
顺序涡轮增压装置非常巧妙。TFG的每个气缸有两个排气阀门,一个用于小型涡轮,另一个用于大型涡轮。在低转速时,只有小涡轮排气阀打开,产生急剧的升压反应。超过3000转每分钟,大涡轮增压排气阀开始打开,建立巨大的推进和大量的中程功率和扭矩。(即使没有涡轮,TFG也令人印象深刻:Koenigsegg说,理论上,自然吸气的TFG可以产生280马力。)
科尼赛克说:“它被称为Freevalve是有原因的。”“每个单独的阀门都有完全的自由。要开多少,什么时候开,要开多久。”在低负荷时,每个气缸只有一个进气阀打开,使雾化后的燃油分布更均匀。随着Freevalve系统不断微调进气门升程和持续时间,不需要传统的节流阀,发动机可以在飞行中关闭单个气缸。Freevalve还允许TFG在传统的奥托循环和米勒循环操作之间进行切换,在米勒循环操作中,进气阀门的开启时间更长,以帮助减少泵送损失,提高功率和效率。这还不是最疯狂的事情。“在涡轮发动机的帮助下,这款发动机可以在3000转/分钟左右的速度下以两冲程的速度运行。它听起来就像6000转时的直发6转,”科尼赛克说。超过3000转/分,TFG将不得不切换回四冲程操作,因为没有足够的时间在高转速下进行气体交换。不过这只是理论上的,公司还没有在二冲程模式下测试TFG。科尼赛克说,现在还处于“初期阶段”。
科尼赛克还与德克萨斯州的一家人工智能公司SparkCognition合作,为像TFG这样的免费引擎开发人工智能引擎管理软件。Koenigsegg说:“随着时间的推移,系统将学习操作阀门的最佳方式,什么是最节约的,什么是最清洁的……它最终将开始做我们从未想过的事情。”“它会以不同的方式自行燃烧,最终以我们无法完全理解的方式飘进飘出。”但那是出路。Koengisegg说,TFG目前将依靠人工编码的阀门操作。
TFG“只有”约500马力的普通泵气。这是一个灵活的燃料发动机优化,以燃烧酒精-乙醇,丁醇,或甲醇,或任何组合。酒精燃料的性能很好,但Koenigsegg说,酒精燃料的使用也是TFG清洁的关键部分,因为酒精燃料产生的有害颗粒物比汽油少。使用可持续来源的燃料,TFG可以有效地实现碳中和。
当然,像Freevalve这样复杂的系统比传统的凸轮装置更贵,但科尼赛克指出,这种系统使用的原材料更少,抵消了部分成本,减轻了发动机的重量。总而言之,TFG引擎的造价只有科尼赛克5.0升双涡轮V-8引擎的一半。
Gemera传动系统的其余部分也同样非传统。TFG坐在乘客车厢后面,通过Koenigsegg的惊人的直接驱动系统驱动前轮,不需要变速箱。当被问及这种不同寻常的中置引擎前驱装置时,科尼赛克回答说:“为什么许多传统汽车的前置引擎、后轴和后轴是驱动的?”安装在TFG曲轴上的电动机/发电机为混合动力传动系统的电池充电,并提供高达400马力的额外动力,而每个后轮由500马力的电动机驱动。峰值总输出为1700马力。
“科尼赛克汽车是中置引擎汽车,”这位创始人解释道。“我们不生产纯电动汽车,因为目前我们认为它们太重了,而且它们发出的声音也不酷。只要我们能做到二氧化碳中和、节约和相对清洁,我们就会推动内燃机。”
TFG是一个技术展示,一个未来汽车的替代愿景。科尼赛克假设,如果有一些左场思维,内燃机仍然可以在电气化的汽车世界中占有一席之地。“在我看来,它就像一个引擎,”科尼赛克说。“你不必把它做得更小,因为它已经很小了;你绝对不需要把它做得更大来获取能量;你要么有涡轮,要么没有,从280到600马力。如果这还不够,你给它装上一个电动机,那么你就有了一个超过1000马力的混合动力汽车。”
科尼赛克再一次与这个友好的小巨人产生了一些不同寻常的东西。我想你会同意,这个名字很贴切。