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變革挑戰(zhàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)“大手術(shù)”前景如何?

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2016-10-31
  2.0升VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī),通過對(duì)連桿結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了壓縮比從8:1到14:1的無級(jí)調(diào)節(jié)。在剛剛落幕的巴黎車展上,英菲尼迪憑借這款被譽(yù)為“準(zhǔn)量產(chǎn)”的可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)贏得全球矚目。這臺(tái)4缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以時(shí)刻保持在最佳壓縮比的工作狀態(tài)下,從而滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)。
  
  在新能源汽車碳配額等排放相關(guān)政策不斷加碼以及汽車油耗限值日趨加嚴(yán)的大趨勢下,整車及發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)面臨著動(dòng)力產(chǎn)品技術(shù)再升級(jí)、再變革的巨大挑戰(zhàn)。僅僅通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦、提升進(jìn)排氣效率等方式似乎已經(jīng)不能滿足未來的市場需求,可變壓縮比、可變排量等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大改變的新技術(shù)將逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)階段。但是,汽油機(jī)效率提升空間正在縮減,升級(jí)成本不斷加大,還面臨著新能源汽車技術(shù)的挑戰(zhàn)?!按笫中g(shù)”是否會(huì)給傳統(tǒng)汽油機(jī)技術(shù)帶來顛覆性的革命?
  


  可變壓縮比有效提升燃燒效率
  
  VC-Turbo之所以能實(shí)現(xiàn)可變壓縮比,是因?yàn)檫@臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中連接曲軸和活塞的部分采用了多根連桿,實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞壓縮行程的控制和改變。英菲尼迪全球總裁羅蘭·克魯格對(duì)這款發(fā)動(dòng)機(jī)給予很高評(píng)價(jià):“這臺(tái)具有開創(chuàng)性的新型動(dòng)力系統(tǒng)代表了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程中的一次巨大飛躍?!?br />   
  可變壓縮比并不是英菲尼迪獨(dú)有。舍弗勒股份公司副首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官彼得·古茲默在接受《中國汽車報(bào)》記者專訪時(shí)說:“舍弗勒已經(jīng)儲(chǔ)備了兩種可變壓縮比技術(shù),一種是壓縮比連續(xù)可變(12~14:1),另一種壓縮比實(shí)現(xiàn)三種變化(10、11、11.5:1),兩者均可使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率提升10%以上,特定狀態(tài)下可達(dá)到14%?!?br />   
  “可變壓縮比技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改動(dòng)較大,能靈活控制壓縮比,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排有較大提升,同時(shí)它的應(yīng)用將帶來一系列技術(shù)的改進(jìn)和提升?!鼻迦A大學(xué)汽車工程系教授王建昕說。如同直噴增壓技術(shù)的普及一樣,可變壓縮比帶來的是進(jìn)排氣系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)以及缸蓋缸體設(shè)計(jì)上的多處改進(jìn)。
  
  中國汽車工程研究院國家燃?xì)馄嚬こ碳夹g(shù)研究中心副主任鄒博文對(duì)記者說:“可變壓縮比技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)調(diào)整,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜工況下運(yùn)行。全球各大發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行新型技術(shù)的研究,未來汽油機(jī)點(diǎn)火方式都有可能發(fā)生改變,汽油機(jī)壓燃也不是沒有可能?!?br />   
  “大手術(shù)”技術(shù)產(chǎn)業(yè)化難度大
  
  企業(yè)對(duì)革命性新技術(shù)的研發(fā)從未停止,除了可變壓縮比外,可變排量的概念也被諸多企業(yè)提及,這包括舍弗勒、博世等企業(yè)在研發(fā)的針對(duì)三缸、四缸汽油機(jī)的停缸技術(shù)、本田汽車近期申請(qǐng)專利的活塞可變行程技術(shù)以及國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)專家沈勇提出的雙1.0L發(fā)動(dòng)機(jī)組合技術(shù)等。此外,觀致汽車今年車展還展出了一臺(tái)無凸輪軸的Qamfree發(fā)動(dòng)機(jī)。
  
  這些新理念、新技術(shù)可以大幅降低油耗,但對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)都有較大的改變。諸如此類的發(fā)動(dòng)機(jī)“大手術(shù)”方案仍在試驗(yàn)當(dāng)中,基本沒能產(chǎn)業(yè)化。
  
  “可變壓縮比等一些對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)較大的技術(shù),短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化的可能性不大。”彼得·古茲默說。舍弗勒很多工程師對(duì)可變壓縮比技術(shù)都充滿期待,但彼得·古茲默對(duì)這項(xiàng)技術(shù)持有保守的態(tài)度,因?yàn)橄嚓P(guān)配套技術(shù)的成熟度、可靠性和零部件制造成本是最大制約。
  
  舍弗勒貿(mào)易(上海)有限公司大中華區(qū)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高級(jí)總監(jiān)牛銘奎認(rèn)為,發(fā)動(dòng)機(jī)基于主流技術(shù)再升級(jí),燃燒效率仍可繼續(xù)提升,但“大手術(shù)”似的技術(shù)能否推廣確實(shí)值得研究。如果發(fā)動(dòng)機(jī)本體改動(dòng)大,無異于打造全新發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái),其后續(xù)生產(chǎn)條件的改造投資將會(huì)很大,企業(yè)需要對(duì)項(xiàng)目全生命周期價(jià)值做謹(jǐn)慎評(píng)估。
  
  王建昕認(rèn)為,在當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線趨同的形勢下,整車及零部件企業(yè)應(yīng)在主流技術(shù)之上繼續(xù)精細(xì)化發(fā)展和提升。可變壓縮比等新型發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的出現(xiàn)應(yīng)用,隨之而來的是研發(fā)和制造成本的大幅增加,相關(guān)企業(yè)需要進(jìn)行更多考量。
  
  電機(jī)與汽油機(jī)融合發(fā)展
  
  盡管未來幾年,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)仍具有不可替代的地位,但不可否認(rèn),電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的綜合競爭力正在提升。這對(duì)整車及發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線方面產(chǎn)生一定影響,也致使不少企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不斷升級(jí)的熱情開始降低。
  
  “電機(jī)及相關(guān)配套零部件的成本在下降,幾年后將與發(fā)動(dòng)機(jī)總成相持平甚至更低,傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)再先進(jìn)也難當(dāng)主流。”彼得·古茲默認(rèn)為,當(dāng)今流行的小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,動(dòng)力性能較差,但電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以彌補(bǔ),因此混合動(dòng)力系統(tǒng)是當(dāng)前很多整車企業(yè)的必然選擇。企業(yè)應(yīng)推動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)共同發(fā)展。
  
  沈陽航天三菱汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司總經(jīng)理助理張衛(wèi)東認(rèn)為,未來幾年,混合動(dòng)力市場會(huì)逐漸發(fā)展起來。比如,豐田雙擎已與傳統(tǒng)汽油機(jī)成本相差無幾,且節(jié)油效果明顯。眾多外資企業(yè)以及部分自主企業(yè)都已經(jīng)開始規(guī)劃混動(dòng)汽車產(chǎn)品。電機(jī)與汽油機(jī)之間如何更好的融合,可能是整車和零部件企業(yè)應(yīng)該更多思考的“大手術(shù)”。
  
  混動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用被許多業(yè)內(nèi)人士看作為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)向純電動(dòng)發(fā)展的過渡,混動(dòng)技術(shù)更能適應(yīng)當(dāng)前消費(fèi)者的使用需求和國家節(jié)能減排的相關(guān)政策。相對(duì)而言,依靠補(bǔ)貼提升銷量的純電動(dòng)汽車要想大范圍普及仍有較大困難,電池及充電設(shè)施也需要革命性的突破。