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可變壓縮比、可變排量、與電機(jī)融合

發(fā)動(dòng)機(jī)“大手術(shù)”前景如何？

2.0升VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)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(wú)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(shì)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(guò)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(lái)的市場(chǎng)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)。“大手術(shù)”是否會(huì)給傳統(tǒng)汽油機(jī)技術(shù)帶來(lái)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。”

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(guó)汽車報(bào)》記者專訪時(shí)說(shuō)：“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%。”

“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(lái)一系列技術(shù)的改進(jìn)和提升。”清華大學(xué)汽車工程系教授王建昕說(shuō)。如同直噴增壓技術(shù)的普及一樣，可變壓縮比帶來(lái)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(guó)汽車工程研究院國(guó)家燃?xì)馄�車工程技術(shù)研究中心副主任鄒博文對(duì)記者說(shuō)：“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(lái)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。”

■ “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(guó)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(wú)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(shuō)。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(wú)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(shì)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(lái)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)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(yáng)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(lái)幾年，混合動(dòng)力市場(chǎng)會(huì)逐漸發(fā)展起來(lái)。比如，豐田雙擎已與傳統(tǒng)汽油機(jī)成本相差無(wú)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(guò)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(guó)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。