性能和效率的未来
GEMERA的 Tiny Friendly Giant发动机
作为TFG的补充,Gemera还配备了三台电机和科尼赛克的专利技术-科尼赛克直接驱动系统(KDD)变速器,以补充TFG。总输出功率为1,700马力或1.27兆瓦,扭矩为3,500牛米。
强大的扭矩加上仅为1,850千克的整备重量,意味着Gemera从0到100公里/小时加速仅需1.9秒,从0加速到400公里/小时也可以在极短时间内完成。最重要的是,它还配备了一个轻量化的800伏电池,使Gemera在纯电力驱动模式下的续航里程可达50公里。
工作原理
TFG的Freevalve系统提供了独立控制进气和排气阀的独特能力。对于任何发动机负载标准,进气和排气的时间都可以单独调整。因此,系统可以根据驾驶条件“决定”如何操作阀门-使用哪种组合以最大限度地提高性能、最大限度地降低油耗或调节排放。Freevalve实现对发动机更大程度的控制,进而提供显著的性能表现和环境效益。
降低油耗
相比起传统的2.0升四缸直喷可变凸轮轴发动机,TFG的油耗可降低15-20%。
由于移除了节气门,避免了节气门损失,Freevalves可提高部分负载下的发动机效率。
此外,Freevalves可通过停用气缸和调频转矩进一步降低油耗。
Freevalves还能够实现米勒循环,这就是为什么TFG可以有9.5:1的静态压缩比,对于高增压涡轮发动机而言这是高压缩比。以进行米勒循环为例,Freevalves使TFG同时做到高效率和高功率。综合考虑所有因素,以TFG的尺寸来说,这是世界上最省钱和最强大的量产发动机之一。
更洁净的排放
传统的带凸轮轴的内燃机,在冷起动的最初20秒内会释放出大部分污染,这是由于气缸和催化转化器出于冷状态导致怠速时燃油混合不良造成的。
传统发动机会逐渐升温,气缸和催化转化器变暖,污染也就少得多,尽管怠速时燃油混合性仍然很差。鉴于现代催化转化器的发展,这些发动机在暖车后和正常行驶时的排放几乎是干净的。
TFG在启动时通过加热和通过进气门和排气门使燃油混合气来回流动,直接解决了三个问题中的两个。极大改善的冷燃烧也会导致催化转化器升温更快,因此与带凸轮轴的同等尺寸的传统发动机相比,冷启动排放降低约60%。
Freevalve系统基本上消除了现代内燃机的最后一个排放缺陷——与冷起动相关的排放。
当TFG使用可再生乙醇燃料运行时,几乎不产生颗粒物,在许多“正常”环境中,TFG从周围空气中消耗和燃烧的颗粒物比其产生的多,从而实际上洁净了空气。
使用最好的乙醇替代品,甚至有可能实现零排放或二氧化碳负排放。
以不同燃料改善起动性能
与汽油相比,乙醇燃料具有更大的内部冷却效果和更高的辛烷值,因此能最大限度地提高性能。然而,它们在寒冷环境下比汽油更难蒸发。因此,冷启动时可以通过在酒精中加入汽油来解决问题。
Freevalve系统通过预启动加热模式来克服冷启动的问题。进气阀延迟打开以获得最大的湍流和蒸发。气缸暂停启动用于在启动和预热期间增加每次燃烧中的空气和燃油量。内部废气再循环(EGR)在随后的燃烧循环中被激活,使用来自先前燃烧的热残余物蒸发燃油。最后,利用米勒循环调整发动机的可变压缩比。
此外,在启动之前,活塞将空气以“加热模式”循环来回泵送至进气口。其结果是:进气温度在10个循环(约2秒)内升高30度,无需再向燃料中添加汽油或启动循环,使得TFG化石燃料在任何气候条件下都是独立的。
紧凑型
与它的功率和扭矩能力相比,TFG显得非常紧凑。人们通常会将600马力的动力输出和600牛米的扭矩与双涡轮V8发动机联系起来。干式油底壳系统有助于进一步紧缩发动机,同时允许在极端驾驶期间实现完美的机油控制。发动机重量不超过70千克,可以放进一个典型的随身行李箱中。
提高性能
TFG的Freevalve系统可以完全控制燃烧循环。没有其他可变阀门驱动系统可以提供同样的可控程度和可靠性。
进气和排气阀门都可以在任何所需的曲轴角度和任何所需的提升高度下打开和关闭。这种灵活性使TFG能够实现低油耗和低排放量,同时仍然提供巨大的扭矩和功率。
专利认证的两级涡轮增压系统
Freevalve系统使得简化的两级涡轮增压系统成为可能。一个涡轮连接到三个排气阀-每个气缸一个。第二个涡轮连接到其他三个排气阀。在低转速和部分到高负荷期间,每个气缸只打开一个排气阀,所有废气只被推到一个涡轮上,从而使该涡轮的废气加倍。当达到足够的增压时,打开第二个排气阀以启动第二个涡轮。
其结果是一个2.0升的三缸发动机,从1700转/分起可以提供400牛米的扭矩甚至时600牛米的扭矩。对于这种尺寸的发动机来说是前所未有的,使TFG成为迄今为止单缸和总体功率最大的发动机,比目前任何其他生产的三缸发动机都要领先。
人工智能(AI)的精确性能
内燃机(ICE)的工作过程中有许多变量在起作用。其复杂性在于以最低的油耗、排放、尺寸和成本实现最大的性能、效率、可靠性和安全性。
Freevalve系统的加入,使内燃机技术达到全新的高度。Freevalve系统创建了更多的变量来考虑和调整。这些因素包括氮氧化物、二氧化碳排放量、燃料消耗量、HC/NMOG(碳氢化合物/非甲烷有机气体)、功率和扭矩,所有这些在循环中争夺优先权的因素。
然后是燃料类型,润滑剂,温度,部件磨损,还有Freevalve运作。
显然,人类几乎不可能做到精准调整每个参数来获得最佳结果。有鉴于此,科尼赛克决定使用AI来优化TFG以适应不同的条件和情形。
这就是为什么科尼赛克选择与SparkCognition(世界领先的人工智能公司)合作,以推动装备了Freevalve的TFG的发展。
诱人的发动机声浪
配备了定制的钛合金Akrapovič排气管后,TFG的2.0升三缸发动机提供无滞后响应,并伴随着一种令人印象深刻的咆哮声。虽然TFG是一个小尺寸发动机,但由于其大尺寸的冲程和缸径,结合Freevalves “打开”的声音,TFG营造出强烈的声浪,深邃和足够响应性的诱人发动机声响。发动机声浪也可以变得平滑,因为reevalve系统也可以调整和平衡声浪。