创新公司打造百公里油耗2.8L三轮汽车

　  Elio Motors公司作为美国的一家科技创新公司，其在日前对外宣布正在研发一种新型的三轮汽车，该三轮汽车总售价预计为6800美元，燃油效率可以达到84英里/加仑（百公里油耗约合2.8升），其预计上市时间定在了2016年。该车采用的发动机原型机是一款由德国IAV公司研发推出的0.9升3缸发动机。Elio三轮汽车不仅满足了目前乘用车的整体性能要求，同时还需要实现非常高的燃油效率。因此该车的发动机必须能够在两种不同载荷情况下同时实现非常高的工作效率，其中两种不同载荷工况分别指高速公路行驶时的低载荷工况以及城市交通所需要的快速起步高载荷工况。

　　三轮汽车所采用的发动机原型机为Geo Metro发动机，该发动机为Elio三轮汽车发动机的研发提供了设计参考。Geo Metro发动机是一款结构紧凑、工作效率非常高的发动机，该发动机还可以满足Elio三轮汽车的动力要求，同时其生产成本也不是很高。而就在研发人员对其进行细节性的研究设计时发现该Geo Metro发动机无法满足Elio三轮汽车84英里/加仑的燃油效率要求。

　　此外，Elio三轮汽车与目前汽车市场上所有的其他车型相比前者的重量要轻很多。而GeoMetro发动机主要是设计用于载荷较大的汽车车型，Geo Metro发动机适用的车型要比Elio三轮汽车重量更重尺寸更大。

　　为了实现其目标燃油效率同时还要保证车辆的最高速度可以达到100英里/小时且车辆的百公里加速时间要少于10秒，经过一系列的计算机模拟，结果显示Elio三轮汽车的发动机需要进行重新设计。

　　Elio Motors公司的总裁兼首席执行官PaulElio对此表示：“我们Elio Motors公司的目的就是要重塑整个汽车行业，因此针对Elio三轮汽车的发动机问题我们也不一定要循规蹈矩而选择现有的成熟发动机，在别人发动机基础上进行改进也未尝不可。综合考虑我们Elio三轮汽车的速度要求、动力要求以及消费者的期望，在目前现有的成熟发动机中还没有发现一款可以满足要求的发动机可供使用。而德国IAV公司通过采用目前最好的技术而推出的改进型Geo Metro发动机为我们世界级汽车Elio三轮汽车的成功研发推出奠定了坚实的基础。”

　　重点提升燃效

　　Elio三轮汽车发动机的研发小组将主要的研发精力放在了能够影响目标参数的特定技术上面。该研发小组对Geo Metro发动机进行了深入的分析以此来判断是否有什么方法可以将30年前的发动机方案进行改进从而进一步提高该发动机的燃油效率。最终的研究结果就是在仅保留发动机原有的3缸结构情况下进行的改进设计。主要包括改进设计发动机的缸体、缸盖、凸轮盖、前盖、油盘、曲轴、凸轮轴、气门机构、活塞、连接杆、轴承以及水泵等部件。

　　在现有发动机基础上进行发动机改进设计不仅为研发人员的研发设计工作提供了很大的灵活性，使得发动机设计变得更加的简单、高效且易于加工，同时还可以帮助研发人员提高所有与燃油效率相关的如发动机燃烧系统、摩擦以及泵输出能量等一类的发动机特性。此外，进行优化设计的许多发动机部件与目前已有的发动机部件相比其成本和风险均得到了大幅的降低。

　　Elio三轮汽车发动机还采用了一种具有非常大发展潜能的技术即两步气门升程系统（VVA）。该系统采用了开关式推杆结构，该推杆还配备有两种推动模式，在不同推动模式下可以控制开关实现两种不同的气门升程曲线，通过两种不同的气门升程曲线可以控制发动机不同的进气量。其中一种模式是增大发动机的进气量从而实现更大的输出扭矩和动力输出从而适合城市快速起步驾驶；另外一种模式就是在低负载情况下减小发动机的进气量从而降低发动机的输出工作，该模式适用于高速公路巡航驾驶。

　　开关式推杆结构包含两个嵌入式的内外壳体结构。内壳体由中心凸轮驱动，而外壳体则由中心凸轮两侧的凸轮驱动。在液压驱动回路压力较低时外壳体将由一个空转弹簧进行驱动，在该种工作模式下发动机的气门升程是由中心凸轮来控制的。内外两种壳体均可以通过一种高压液压室连接装置来实现连接控制。在发动机锁定状态下，发动机的大升程可以通过外壳体传递到发动机气门中。而在标准的开关推杆模式下，发动机气门调节是可以通过液压或机械装置来实现的。

　　Elio三轮汽车发动机还采用了一种冷却式的废气再循环系统（EGR）。通过该废气再循环系统的应用不仅可以降低发动机泵能量损失从而提高发动机燃油效率，同时还可以降低发动机缸内峰值燃烧温度从而降低氮氧化物排放。而冷却式的废气再循环系统还可以进一步的降低发动机燃烧温度，消除发动机爆震现象。此外，通过冷却式废气再循环系统的应用还可以提高发动机的压缩比从而提高发动机的燃油经济性和整体的动力性能。冷却式废气再循环系统是由来自大陆集团的电子控制单元控制，通过该电子控制元件可以有效控制进入到发动机进气歧管之后被分发到发动机燃烧室内的废气量。

　　此外，电子控制单元还控制了车辆的多个子系统，其中除了废气再循环系统外还包括燃油喷射系统、点火系统、可变气门正时系统、油门控制系统、曲轴箱强制通风系统以及蒸汽排放罐等。为了实现对众多系统的控制，该电子控制元件必须能够接收各种不同传感器的传输信号，其中所指的传感器主要是指油门踏板位置传感器、油门位置传感器、进气歧管空气温度传感器、进气歧管压力传感器、曲柄位置传感器、凸轮位置传感器、油温传感器以及冷却液温度传感器等。

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