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十年前，3d打印汽车的想法似乎是一个古怪的想法。在2023年，这在很大程度上是一个现实，这要归功于总部位于加利福尼亚州的21c制造商czinger的努力，这是一款1300马力以上的混合动力超级汽车，在其底盘和发动机上广泛使用了增材制造(am)技术。czinger是divergent 3d的一个分支，该公司希望通过其daps(divergent adaptive production system)概念来颠覆汽车制造业。公司创始人凯文·辛格(kevin czinger)的愿景是daps可以取代传统的汽车生产流程，旨在为无工具制造提供完整的软件和硬件凯发k8官网的解决方案，严重依赖于生成式设计流程和am。 正如琴格的首席工程师伊万·包德里(ewan baldry)解释的那样，21c最初的目的是作为divergent技术的技术演示者。最初被称为刀片，汽车是“一个内部项目，实践和发展的技术，这将产生一些适销对路的展示技术”，包德里说。该项目很好地服务于这一目的，divergent现在有几个oem客户。然而，该车在2019年圆石滩优雅大赛(pebble beach concours d'elegance)上的私人展示引发了如此积极的反应，以至于该项目从一个概念演变成了一款真正的认证量产车，并创造了czinger品牌。 保德里的背景是坚定的跟踪基础。虽然他的职业生涯始于劳斯莱斯，然后是tvr，接着是威廉姆斯f1，但他最著名的是创立了juno racing cars，这是一家备受好评的sports 2000和formula ford racers的生产商。juno于2014年被ginetta cars收购，他在那里担任技术总监，直到2018年跳槽到divergent。不出所料，他在琴格的团队有着强大的赛车血统，但同时也拥有将具有赛车所有特征的引擎带上道路所需的专业知识。例如，动力系统总监jim maher在他的简历中列出了以前的雇主，如cosworth和integral，以及近年来的阿斯顿马丁和博世，他在那里领导该公司的英国汽车动力系统应用工程部门。 与此同时，负责动力系统性能的克里斯·赖特从f1来到本田工作了六年，此前他曾在科斯沃斯和梅赛德斯amg hpp以及zytek(现为gibson)工作。动力系统技术项目经理luiz oliveira也来自梅赛德斯的brackley f1运营部门，在此之前，他曾参与本田performance development的indycar项目。 混合打孔机 21c的v8发动机能够使用汽油或乙醇，由双涡轮增压器提供动力，并与xtrac开发的7速顺序变速器相匹配。方形发动机的缸径和冲程为84x65mm毫米，符合其高转速的特性。气门机构相对传统，可变气门正时位于进气口，链条和齿轮组合驱动通过四凸轮操作每个气缸的四个气门，直接作用于带传统气门弹簧的填隙式铲斗挺杆。ice的输出由三个mgu(电动发电机单元)增加，一个150千瓦的单元通过齿轮传动直接连接到发动机的曲柄，两个200千瓦的单元安装在前轴上，通过减速齿轮箱(传动比为5.95:1)将动力传输到车轮。 不同寻常的是，平面曲柄发动机具有80°倾斜角，这是由于底盘布局带来的非常紧密的封装限制而做出的几种架构选择之一。正如baldry所解释的，“动力系统架构的关键驱动因素之一是汽车的独特布局，尤其是直列式座椅。这是一个典型的轴距尺寸，因此显然需要一个非常紧凑的内燃机和后变速器总成。”这也是内部开发发动机的主要驱动力。“根本没有任何东西可以提供我们需要的东西，所以我们不得不着手创造自己的东西，”他指出。这种包装挑战导致了不同寻常的v形角选择，正如maher所说:“它只是稍微缩小了车辆。由于气缸盖的尺寸和形状，10°的角度变化为我们节省了大量的发动机宽度，而没有增加太多的高度。”布局确实需要一个奇怪的点火顺序，但maher声称由此产生的振动的影响可以忽略不计，并且作为一个快乐的分支，给出了一个独特的引擎音符。 支持内燃机的是一个功率密集型混合动力系统，由partners integral powertrain和英国的rml (ray mallock limited)共同开发。该系统在650v电压下运行，由前轴上的一对三相径向磁通电机和一个类似但输出略低的装置组成，该装置与曲柄相啮合。两个电池组安装在底盘的两侧，并利用电池化学物质提供非常高的c速率，以满足三个电机在满输出时的需要。这当然会损害能量密度，但全电动的可接受范围仍然是可以实现的，尽管baldry指出ev范围不是混合动力21c的主要原因。至于为什么琴格选择用后mgu直接驱动曲柄(p1布局)，而不是在离合器或变速器处起步(在p2或p3的设置中)，马希尔说，“这是一个有意义的位置，因为它给了我们额外的灵活性来使用它。”后mgu可以直接增加发动机的输出或用于给电池充电，而前马达也可以回收或利用能量。这些不同模式之间的平衡创造了过多的选项，以最大化功率输送或恢复。" 排放合规性 满足全球排放标准要求琴格团队采取双管齐下的方法；优化ice，同时充分利用其部署混合系统的策略。wright强调说:“首先，由于2.9升发动机的目标输出功率为950马力，我们已经大幅缩小了尺寸，这有助于减少排放。但我们也是混血儿。”在这里，混合布局的灵活性脱颖而出。 例如，在发动机最重要的预热阶段，汽车可以作为增程器运行，仅通过前置电机提供驱动。“我们可以选择我们的工作点来加热催化剂，同时还可以最大限度地减少发动机的排放。我们使用电加热催化剂，并且有充足的电力可用，所以我们预热催化剂。这意味着我们可以有效地启动汽车，在前轴上行驶，同时预热催化剂，然后点燃发动机并优化其运行模式，以将热量传递给催化剂，”wright说。值得注意的是，发动机也依赖于进气道，而不是直接喷射，每个气缸有两个喷射器(空气通过每个气缸组的一个增压室供给，每个气缸组有一个节气门体)。wright解释说:“近年来，gdi作为一种缩小尺寸的手段已经非常受欢迎，它允许您推出爆震极限，满载运行更高的压缩比，获得更好的燃油经济性，还可以获得涡轮增压的性能。我们不需要这个，我们可以通过使用乙醇来提高爆震极限。”此外，涡轮增压器的设置针对高端性能进行了优化，因为电动机可用于低速时的扭矩填充。“这意味着我们真的不需要在低发动机转速下达到很高的输出功率。因此，这再次使我们能够保留pfi，这是一个更简单的加油系统。但它在排放方面也有好处，因为gdi发动机会受到排放的影响，而pfi不会。如果你有gdi，你有一个更复杂和昂贵的燃油喷射系统，但你也需要增加额外的后处理，如gpf。我们不需要这些，而且还能得到非常好的燃料准备，有助于燃烧。” ai梦想 串联座位意味着不仅发动机必须尽可能短，变速箱也是如此。在这里，czinger的团队与xtrac合作，开发了一种非常紧凑的变速器，它充分利用了divergent在am和拓扑优化方面的专业知识。“这不仅仅是铸造变速器的3d打印版本，它是以我们独特的方式从头开始设计的，”maher说。由此产生的单位具有商标有机形状的结果拓扑优化，并融入无缝到后底盘结构，这也是一个上午的一部分。 变速器目前是动力总成中添加制造的最重要部件，大多数“螺栓连接”部件也是以这种方式生产的。然而，正如maher指出的那样，零件不仅仅是为了3d打印而3d打印:“我们在divergent应用我们可以获得的技术和工具，只要我们认为它们是合适的。事情就是这样，你做得越多，你发现的机会就越多。过去可能是制造或加工的零件，我们只是自然地转向使用我们的内部工具，因为它们更好，给了我们更多的选择。”事实上，baldry认为，如果没有divergent的特殊技能，21c的设计几乎不可能实现。“狂野的形状和轮廓不仅仅是为了看起来酷，它们是应对我们面临的包装挑战的结果。从材料效率的角度来看，它具有这种骨骼状的结构，而且还可以在棘手的负载路径上导航，例如动力系统。他说:“我们可以利用现有的技术来应对版面设计的挑战。 21c无疑是czinger汽车制造新方法的一个亮点。使用当前的vp1.2原型车实现了几个性能里程碑(包括在laguna seca赛道上创造了单圈记录)，生产意向vp2.0汽车的开发正在顺利进行，包括动力系统的进一步发展。在更多地使用am部件方面的工作也取得了进展，baldry透露，有计划在不久的将来部署印刷块，进一步展示该技术不断增长的潜力。 源文来源网络