最强的三缸机|科尼赛克2.0升无凸轮轴发动机是如何产生600马力

您始终可以期待科尼赛克 Koengisegg所做的任何事都是为了打破常规而来。就以这个瑞典品牌最新款车型Gemera(图片|配置|询价)为例，它是一台拥有1700 hp的四座混合动力豪华GT轿车，最高时速可达250 mph。 在时下这个天价超跑遍地的世界当中，Gemera还是能够脱颖而出。而这台车最有趣的地方应该就是它的引擎。

科尼赛克Gemera四座混合动力豪华GT轿车，拥有超跑的性能

科尼塞格先生将这副引擎称为“环保小巨人Tiny Friendly Giant”，简称TFG，这是一个很贴切的名字。TFG是一副2.0升双涡轮增压的三缸发动机，功率为600马力。TFG的输出功率达到每升300马力，远远高于现在所有的民用发动机。柯尼塞格说，“这比现在其他任何量产的三缸发动机都领先几个光年”，而且他也说的没错：在它之下马力最强大的三缸发动机是丰田GR Yaris上面能输出的268马力发动机。

TFG 2.0升 三缸发动机

更加另类的是在TFG上没有凸轮轴。取而代之的是该发动机使用的是科尼赛克姐妹公司Freevalve的技术，使用高压空气驱动原件控制的气门，可以对每缸气门的打开、关闭以及行程进行精确的控制，避免了依赖凸轮轴的凸轮外形，可以让气门的打开时间更长。我打电话给公司创始人克里斯蒂安·冯·科尼塞格（Christian von Koenigsegg），以确切地了解这台不一样的引擎的工作原理。

TFG 上面的序列式双涡轮增压布局

Tiny Friendly Giant是专为Gemera而设计的。科尼赛克之前想要研发一台小巧轻便，马力强大的引擎。科尼赛克之后还决定在新车上完全反转在现款混动Regera(图片)中的动力设定：在混合动力Regera中，内燃机提供了大部分的功率输出。在Gemera中大部分动力将来源于电动机，而Gemera的发动机本身将提供一些额外的驱动力并为混合动力系统的电池充电。

按照这个设计标准，科尼赛克采用了2.0升三缸的配置。“起初我们对此还是有些犹豫不决，”科尼赛克说。 “一台三缸发动机并不是很独特……但是后来我们意识到就每个气缸所输出的马力而言，在技术上它就是地球上最极端的发动机。那么为何我们还需要这么多的气缸和排量，为何不尽量把车设计得更轻 ，内部空间尽可能宽敞呢？”

可以看到TFG 的体积细小

下面来说一下这台发动机的特性。“这是一台大口径大冲程发动机，听起来不像其他三缸发动机那样弱不禁风，”科尼塞格说。 “想象一下像是一辆哈雷摩托车再增加一个汽缸。就是那种感觉。” 尽管缸径为95mm，行程尺寸为93.5mm，但是TFG具有很高的转速。 峰值功率输出在7500 rpm，红线是8500 rpm。“我们倾向于将这些会转动的零件都设计得比其他发动机的零件都轻，” Koenigsegg解释说，“但实际上我们同时也注重强度。如果你想要其实转速还可以更高。” 这款体积细小的发动机还能输出强大的扭矩：600牛·米（从3000rpm开始一直到7000rpm）。

序列式涡轮增压设置也非常巧妙。TFG的每个气缸都有两个排气管，其中一条专门连接到小号涡轮上，另一条专门连接到大号涡轮。在低转速的情况下，只有小号涡轮增压的排气管会打开，从而达到更快的增压响应。超过3000 rpm时，大号涡轮的排气管也开始打开，产生巨大的增压压力，以保证在中高转速时能够输出强大的功率和扭矩。（即使没有涡轮增压，TFG的功率也让人印象深刻。Koenigsegg说，从理论上讲自然吸气状态下的TFG可以产生280马力。）

Gemera的4座布局，在超跑里还是独此一家

科尼塞格说：“这个技术叫自由气门——Freevalve是有其原因的。每个单独气门都具有完全的自由度。打开多少，何时打开，保持打开多长时间。”在低负载下，每个气缸的两个进气门只打开一个，使雾化的燃料分配更均匀。Freevalve系统可以不断调整进气门的升程和持续时间，因此取消了传统的节气门，并且发动机可以即时关闭各个气缸。Freevalve还允许TFG在传统的奥托（Otto）循环和米勒（Miller）循环操作之间进行切换；在切换后，进气门的开启时间更长，以帮助减少泵送损失，提高动力和效率。这还不是最疯狂的事情。 “借助涡轮增压器，该发动机可以在怠速到大约3000 rpm时变成两冲程运转。在6000 rpm的转速下听起来像是直六缸发动机，”科尼赛克说。超过3000 rpm时，TFG将不得不切换回四冲程运行，因为在高转速下两冲程模式没有足够的时间进行气体交换。不过，这只是理论上的事——该公司尚未在两冲程模式下测试过TFG。科尼赛克表示现在说这些都是言之过早。

宽敞的四座超跑，令人眼前一亮。

科尼塞格还与德克萨斯州的一家人工智能公司SparkCognition合作，为TFG等Freevalve引擎开发AI引擎管理软件。Koenigsegg说：“通过时间的积累，该系统将学习管理气门的最佳方法，什么情况是最省油、最清洁的方法……它最终将会开始做一些我们从未想象过的事情。它会自动进行气门管理，并最终以我们无法完全理解让发动机以不同的方式进行燃烧。” 这就算未来的出路。科尼塞格说，TFG目前还是依靠人工编码的对气门进行管理和操作。

TFG只能在普通汽油上产生大约500马力的功率。这是一台能使用不同燃料的发动机，经过优化可燃烧酒精-乙醇，丁醇或甲醇，或其任意组合。酒精燃料的性能非常好，但科尼塞格说，使用酒精也是使TFG排放更清洁的关键部分，因为它所产生的有害颗粒比普通汽油更少。通过使用生物燃料TFG可以有效实现碳中和。

当然，像Freevalve这样的复杂系统要比传统的带凸轮的设定更昂贵，但Koenigsegg指出，新系统使用的材料更少，从而抵消了部分成本并减少了发动机的重量。总的来说TFG发动机的制造成本大约是科尼赛克现款5.0升双涡轮增压V8发动机的一半。

Gemera动力传动系统同样是非常规的。TFG坐在乘客舱的后面，通过科尼赛克令人难以置信的设定：驱动前桥的电机和发动机曲轴直接相连，两者动力合并一起通过传动轴驱动两个前轮，而无需变速箱。当被问及不寻常的中置发动机前驱设置时，科尼赛克回答：“为什么许多传统汽车的在车头装上发动机，透过传动轴将动力输送到后轴上驱动呢？” 连接至TFG曲轴的电动机/发电机为混合动力传动系统的电池充电，并贡献了高达400 hp的额外动力，而每个后轮均由500 hp电动机驱动。整车峰值总输出功率为1700 hp。

该车的传动设定：中置引擎，动力输出到前轮，后轮各有一个单独的电机

创始人解释说：“科尼赛克所生产的汽车都是采用中置发动机布局。” “我们不生产纯电动车，因为暂时来说我们认为它们太重了，而且它们也没有任何声音。只要我们能够保持并中和所排放的二氧化碳，相对省油和排放清洁，我们将继续推动内燃机的发展。”

TFG是一个技术的展示，是汽车未来的另类愿景。科尼赛克认为，在他那激进而又实验性的思维里，内燃机在电动车世界中仍然可以占有一席之地。 “在我看来这是就是一台引擎，”科尼赛克说。 “您不必为体积烦恼因为它已经够小了；因此你也不必让它拥有更大排量以获取更多的马力；它可以是涡轮增压或自然吸气，而功率会从280马力自吸状态到600马力涡轮增压状态。如果这还不够的话，您可以在它上面再加一个电动机，那么您的混动车总功率将超过1000马力。”

科尼赛克再次透过展现这台Tiny Friendly Giant来显示其取得的非凡技术成就。我想您也会同意的——这个名字确实很贴切。

原文链接：https://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/a31451281/koenigsegg-gemera-engine-specs-analysis/

原文作者：Chris Perkins

原文发布时间：2020年3月13日

编译：欧斯玮