今天途爷就跟大家一块来看看凸轮轴和舍弃凸轮轴的发动机都是什么？

前几天EP9在纽北刷新量产车圈速记录的消息成为了无数中国汽车从业者的兴奋剂，虽然仅仅生产了6台的EP9是否称得上是量产车还有待商榷，但6分45秒900的圈速第一次让中国汽车的技术水平在全球受到了如此多欢呼和掌声。EP9在纽北出尽了风头，但其它传统的超跑厂商研发的脚步也没停下，比如咱们今天想说的柯尼塞格的无凸轮轴发动机。

这项被称为Freevalve的技术由柯尼塞格与观致共同研发，并且在去年已由观致搭载到自己的实车中进行测试，在无凸轮轴发动机中，已经存在100余年的凸轮轴被彻底替代，通过气压和油压来控制每个气门的开启与关闭。在介绍它之前，途爷先跟大家一块来看看这项技术中被取代的凸轮轴究竟是什么。

凸轮轴，主要作用是保证各缸的进排气门按照一定的顺序适时的打开和关闭。通过曲轴的旋转带动凸轮轴的转动，位于轴上的一个个凸轮控制了不同气缸气门的开启和关闭。对于四缸发动机来说，当发动机进行一个工作循环时，凸轮轴旋转一周，各个气缸均进行了一次气门的开关，各缸之间气门的开启间隔就是凸轮轴旋转一周的1/4，即90°（以此类推，六缸发动机为60°），正是确定的角度保证了气门的按时开启。

在凸轮轴技术的发展中，出现了三种不同的凸轮轴布置形式。分别为凸轮轴下置，凸轮轴中置，凸轮轴顶置。

凸轮轴下置的布置形式因为凸轮轴与曲轴位置较近，两根轴可以共用一对齿轮副进行传动，结构较为简单。但是由于下置的凸轮轴与气缸顶部的气门相距较远，中间需要细长的推杆和大量的传动零件保证凸轮轴对气门的控制，如下图。当发动机转速较高时，由于推杆的刚度较差，可能会对气门的正确开启造成影响。

而凸轮轴中置的布置形式可以有效地减少中间传动零件的复杂程度，通过缩短推杆长度或者采用气门挺柱来提高中间传动系统的刚度，但是由于凸轮轴和曲轴相隔较远，需要再加入一个齿轮传递

虽然凸轮轴顶置的布置形式会让发动机的正时系统更为复杂，但是因为凸轮轴与气门之间的结构简单，传动效率显著提升，另外因为传动系统刚度的进一步加大，发动机在高转速范围内工作的更加稳定，因此目前大多数车辆采用的都是凸轮轴位于气缸盖上的凸轮轴顶置发动机。

以前的发动机由于气门数量较少，一根凸轮轴可以保证每缸1进1排的气门结构正常工作。但是随着汽车工业的逐渐发展，气缸的气门数量逐渐增多，用一根凸轮轴来保证十几个甚至二十个气门正常工作的难度较大，双凸轮轴应运而生。其实这项技术在上世纪初就已经在各大车企中陆续出现，但是直到1965年左右才由菲亚特集团身先士卒，开始在旗下车型中大量搭载双凸轮轴发动机。

说完了凸轮轴，咱们现在可以看看柯尼塞格的无凸轮轴发动机究竟是何方神圣了。在这项技术中，由于没有了凸轮轴的存在，气压和油压成为了气门开启关闭的控制者。在无凸轮轴发动机中，气压负责保证气门的正确开启时间，但是由于气体具有极强的可压缩性，还需要相应的油压管路负责调节压力的具体大小。两者相互配合，才能保证气门的正确开启和关闭。

由于取消了传统的凸轮轴以及正时结构，发动机总质量可以减轻30%左右。除此之外，各个气缸都有自己的独立控制单元，这也让大排量，多缸数发动机的闭缸更加方便，保证了相当的燃油经济性。

虽然无凸轮轴发动机在理论上确实相当超前，但是在抛弃了传统的机械结构后，如何保证这套系统的可靠性才是这项技术的真正命门。除此之外，去年在观致3上搭载的那台无凸轮轴发动机各种成本总和达到了1600万元，高额的成本也是这项技术走向市场的拦路虎。所以就目前的情况来说，途爷并不是非常看好这项技术的普及。

途爷有话说：

随着汽车行业的发展，各种新技术层出不穷，虽然有些设计由于各种各样的制约还不能实实在在的进行量产，走进市场。但正是一些看起来不切实际的构想，才让汽车从一百多年前几匹马力的笨拙机械变成了如今高效、舒适的代步工具。虽然目前来说无凸轮发动机真正实现量产还有些困难，但是途爷相信，现在看起来遥不可及的技术总有一天会成为可能。