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硬缸到底的汽车发动机

有 148 人浏览 日期:2019-04-29   来源:互联网 进入发布者【商铺 放大字体  缩小字体

文章摘要:34?这是个数学悖论。但是在当今的发动机技术领域,却正在成为现实。减缸并不简单,这是节能减排的政策导向所带来的必然趋势。在

3>4?这是个数学悖论。但是在当今的发动机技术领域,却正在成为现实。减缸并不简单,这是节能减排的政策导向所带来的必然趋势。在新能源步步紧逼的大势之下,留给发动机的舞台越来越小,这就要求它有限的每一缸都要硬。

缸数是一个调皮的孩子:有时候跟技术正相关,有时候负相关

1886年奔驰将内燃机安装在马车上,做成了第一辆燃油汽车。所谓内燃机,就是在气缸内燃烧的发动机。

从汽车诞生之日起,它的内燃机气缸数量就一直在变化。在发展初期,随着技术的日趋完善,越是高端,越是高品质的缸数越多。其中涉及发动机技术的术语很多,但是可以简单将其概况为:缸数越多,输出动力越强;足够多(6缸以上)缸之后,采用V型、W型结构,可以将单缸的震动相互抵消部分,所以更为稳定,NVH性能更佳。

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所以我们看到了12缸的豪车劳斯莱斯,16缸的布加迪超跑。

但是在最近十几年,形势发生了根本性的变化。从某个角度来说,21世纪的发动机技术史,就是一部发动机缸数不断减少的历史(12缸-8缸-6缸-4缸-3缸)。豪华品牌方面,沃尔沃最新一款XC90带头将大尺寸SUV的主流动力从6缸、8缸变成了4缸;随后跟上的还有宝马的旗舰全新7系,2.0T在刚推出的时候让人一片唏嘘,但随着奔驰、奥迪等伙伴的遥相呼应,豪车市场已经接受了四缸机。

另一方面,三十万以下的家用车市场,2.5升V6的日产、英菲尼迪离我们并不遥远,但是已经越来越多的车厂引进了三缸机,最早是通用、福特、标致,紧接着是宝马。相信假以时日,三缸机全面占领家用车市场不是梦。

为什么会这样?

压榨单缸效率:每缸都要硬

从汽车技术发展史不难发现,代表技术进步的标志不是缸数,而是整体性能以及单缸效率。说人话就是:舞台有限,每一缸都要硬。如今的三缸机,和上世纪国内常见的夏利、面包车等所采用的三缸机已经有着脱胎换骨的变化。当时是纯粹为了降低成本,如今动力已并不简单。

汽车安全与节能国家重点实验室副主任、清华大学二级教授宋健认为:从上个世纪八十年代开始的发动机电控化导致发动机的动力性、节能与排放性能有了突飞猛进的进步。发动机的附件系统(包括进气系,燃油供给系,润滑系,冷却系,排气系,启动/发电,电控系统)均发生了重要改变。这就导致发动机的主要性能升功率从40年前的30KW/L左右上升到100KW/L。

另一方面,汽车的轻量化要求发动机降低重量,从而降低排量,而汽车的节能与环保同样要求发动机降低排量。典型的混合动力系统由发动机、电机、动力耦合装置和整车控制器等组成,由于整车是由发动机与电机共同驱动的,因此对发动机的功率需求下降导致发动机排量下降。

上汽通用汽车泛亚汽车技术中心发动机燃烧及架构技术总监王立新认为:对于目前中国市场1.0 – 1.5L主流排量,单缸排量0.33-0.5L的三缸发动机,是最佳选择。

政策法规是无形的指挥棒:指向哪里,厂商的技术发展就往那里突飞猛进

进入21世纪以来,各国政府对于汽车油耗、排放法规要求、新能源以及税收激励政策,都是动力总成发展趋势的主要影响因素。

油耗法规要求将驱动发动机小型化以及新能源汽车的发展,整车厂同时需要关注高能耗车和重型车辆燃油经济性的改善。

排放方面,国6排放法规要求多种污染物的显著降低。这就需要需要采用多种控制排放的手段,如:OBD升级、ORVR、改善催化剂、燃油喷射以及优化燃烧室结构等。

新能源汽车积分政策则鼓励整车厂商增大新能源汽车的产量,提高其市场供应量。各大车厂需要改进BEV及PHEV技术的性能及成本。

最后,随着新能源汽车补贴政策的逐步取消,各大车厂需要降低新能源汽车的成本,同时提升48V、HEV等技术的应用。与此同时,以排量为基础的消费税则使小排量发动机更具成本优势。

不容小觑的1.0 T

事实上,小排量涡轮增压发动机正以比肩甚至超越4缸甚至6缸发动机的性能、经济性、NVH及可靠性。另一方面,在新能源化道路上,三缸小排量涡轮增压发动机将是未来结合48V、HEV、PHEV长期过渡阶段的最佳动力形式。

基于罗兰贝格的最新研究,发现尽管电动化是动力驱动技术领域的未来主流发展方向,但电动化是一个漫长而循序渐进的过程。在中短期,小排量发动机的使用仍是主流。

整体而言,直至2025年中国新能源汽车的比例预计占30%左右,内燃机(特别是小排量发动机的使用)仍相对更为普遍。中国虽然会力推BEV,但预计到2025年,也仅有约15%能真正实现纯电动驱动,主要原因在于三电技术尚未取得革命性进展,因而成本居高不下、补贴逐渐退坡、且充电设施尚在建设中。

不难发现,当下国内汽车市场上搭载三缸发动机的量产车型已枚不胜举,如福特新福克斯与嘉年华等搭载的1.0T三缸发动机、东风本田十代思域1.0T三缸发动机,以及上汽通用别克英朗、GL6等车型搭载的1.0T/1.3T三缸发动机等等。

这些三缸发动机的个头、排量虽小,但是技术含量却丝毫不打折扣。以通用Ecotec系列三缸机为例,1.0T排量的它在单缸最优化、静音技术等方面都已经领先于市面上的1.5升自然吸气发动机,而排量方面差别了50%之多。

基于此,资深发动机技术专家、中国内燃机工业协会专家委员会成员贺燕铭表示:

随着NVH问题的解决,且油耗变得越来越重要,3缸发动机市场份额将会提高;

目前各大厂商未来战略仍在制定中,预测2025年3缸/4缸机市场的比重有一定困难,但预计市场将会进一步向3缸机转移。

这是贺工在权衡三缸和四缸发动机在各方面的表现结果

种种迹象表面,一旦节点来临,三缸机或许不会再被我们提起,因为它已经成为主流家用车的标配动力。

 

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