经过20年的发展之后，科尼塞格（Koenigsegg）将于2022年开始生产其第1款不采用凸轮的配气机构，并将其用于新款的TFG 3缸发动机中（参数如表1所示），从而可使其充分实现脱碳的长远目标。
虽然科尼塞格将会打造300台Gemera型顶级混合动力跑车，但是对于汽车发动机技术而言，仍其有独特的发展目标。该款新车将会采用Freevalve车型的无凸轮配气机构，并可燃用多种低碳替代燃料，以此推动内燃机小型化趋势的发展。
在开发过程中，研究人员专注于解决替代传统凸轮轴布置方案和成本挑战。气门通过电子系统进行控制，并使用了空气弹簧，液压装置可用来控制或者延迟气门关闭。这促使气门在打开后会保持在一个最佳区域内，该过程与曲轴转角无关。这意味着为了对性能和燃油经济性进行优化，发动机能对燃烧循环进行调整。这也明显地减小了配气机构本身的尺寸。
在Gemera车型上，研究人员将Freevalve公司的先进技术应用于1款采用了两级涡轮增压器的2.0 L 3缸发动机上，并被戏称为“友好的小巨人（Tiny Friendly Giant）”。研究人员为该款发动机选用了1个干式油底壳系统，缸体质量为70 kg，且尺寸类似于1个随身携带的行李箱。由于该款发动机的紧凑性较好，因此可省下足够的空间。
气门驱动
对于Freevalve公司旗下的该款气门系统而言，进气气流由气门控制，这意味着不再需要节气门体，并且可通过排气门来克服迟滞。每个涡轮增压器可连接到6个排气道中的3个，所以研究人员通过关闭所选择的气门，可以对所有气体路线进行规定，使其仅通过其中的某1个增压器。在较低的发动机转速下，气流绕轴旋转的速度更快，可以使发动机在1 700 r/min的转速下输出约400 N▪m的扭矩。在1个设定的增压值下，发动机可打开剩下的气门，并将另1个涡轮增压器投入使用。
相比研究人员之前进行的优化，该方案提供了更多的可变性，所以科尼塞格的相关研究人员与总部位于德克萨斯州的Spark Cognition公司开展了合作。该系统可以在公路上进行起/停行驶，并且也将对驾驶员的行为进行学习。
根据科尼塞格所说，自然吸气版的TFG型发动机可以输出223 kW的最高功率和250 N▪m的最大扭矩，与1台配备有可变凸轮轴的2.0 L 4缸直喷发动机相比，可以减少约15%～20%的油耗。在研究人员为该款发动机选用了2个涡轮增压器后，其可以输出447 kW的最高功率和600 N▪m的最大扭矩。通过选用配气机构，研究人员也能对天蝎（Akrapovic）排气系统的喉部音调进行声学调谐（acoustictuning）处理。
未来燃料
科尼塞格的研究人员认为，Freevalve公司的气门技术将作为动力总成电气化的补充产品，促使尺寸更小且资源密集度更低的电池包能与使用低碳或零碳燃料的紧凑型内燃机进行协同运作。在暖机阶段中，当生物燃料很难蒸发时，配气机构能以100%乙醇运行。
在冷起动时，TFG发动机通过加热，可以在几秒内使燃烧室温度提高约30 ℃。在暖机阶段，进气门会推迟打开，以此对湍流运行进行优化，并通过废气再循环增强湍流，从而使发动机能更快地提升温度。
近期，科尼赛格的研究人员在邻近瑞典南部科尼赛格工厂的跑道上对TFG发动机进行了试验。同时，科尼赛格将继续开展与Spark Cognition公司的合作关系，并将协同开发不采用凸轮配气机构的其他应用设备。
面向未来
据称，Freevalve公司的气门技术可充分应对未来的排放法规。发动机系统可以在冷起动时使个别气缸停止运行，并增加剩余物中的燃油和空气量，以此实现废气的再循环。因为该方案能更快地加热发动机和催化器，据相关研究人员指出，相比1个由凸轮驱动的配气机构，发动机在冷起动时能将有害排放物减少约60%。
作者：ALEX GRANT
整理：王少辉
编辑：伍赛特
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