高端对话 细品高效内燃机前沿技术
2019年11月5日,由寰球汽车主办、V讯网承办的“燃擎·际会”——2019年汽车动力发展趋势高峰论坛暨驭山挑战赛颁奖典礼在京顺利召开。
2019-11-05 | 出处: V讯网 | 责编: 陈斌
2019年11月5日,由寰球汽车主办、V讯网承办的“燃擎·际会”——2019年汽车动力发展趋势高峰论坛暨驭山挑战赛颁奖典礼在京顺利召开。
全球汽车行业正面临节能环保这一大课题。当下,新能源车技术有待优化,距全面满足社会需求仍有距离,传统内燃机仍需履行使命。与此同时,多元化市场需求使得未来汽车动力技术路径有了更广阔的探索空间。本次论坛,行业专家、企业精英将围绕未来汽车动力格局与内燃机发展趋势展开讨论。
论坛中,寰球汽车总编辑王鑫作为主持人针对未来汽车的动力趋势对四位来自企业研发、市场、高校和媒体行业的嘉宾进行了提问。
主持人:首先想请教来自上汽通用汽车泛亚汽车技术中心驱动系统部发动机总工程师邱劲草。在之前的多次产品体验中,Ecotec系列发动机给我们带来很深、很好的产品体验。那么您能否为大家分享下Ecotec系列发动机的开发初衷?另外如何平衡小排量与高驾驶乐趣、低油耗与高性能之间的关系?
上汽通用汽车泛亚汽车技术中心驱动系统部发动机总工程师 邱劲草
邱劲草:非常感谢您的提问,王立新先生在报告当中也介绍了Ecotec家族的历史,事实上这个名字本身就代表着高效和经济,开发更高效的发动机是最初打造Ecotec家族的初衷。其实在2012年、2013年讨论燃烧与构架的时候,目标就是在全球同步上市,全面应对北美、欧洲和中国最严苛的燃油耗和排放的法规要求。在2013年的时候,中国的国六法规并没有出来,但是我们目标的指标与最后的国六指标基本一致。
我们在中国市场领先集成了包括35Mpa高压直喷、Tripower可变气门管理、电动水泵、智能热管理、高压EGR等等,很多的系统在这个系列中,得到了很好的效果。上汽通用对于面向中国市场主要的新车型,简化在3个主要核心的排量,1.0T、1.3T、2.0T。我们开发了三个标准单缸进行燃烧、排放和性能方面的研究。其实三缸和四缸本身不是重要的东西,如何满足发动机燃烧的要求,如何满足客户及整车的需求才是核心,这个是非常重要的。
在开发过程当中,我们在业内率先使用了35Mpa的系统,低至8微米的燃油颗粒直径极大的改善了雾化的效果。结合业内领先的三次喷射策略,满足了喷油量,也就是动力方面的要求,对颗粒物的控制的要求(避免燃料在活塞顶面燃烧形成明亮火焰和炭烟)、对异常燃烧的抑制的需求,以及避免了近年来谈得比较多的对极端工况下燃油稀释问题。而很多的技术电气化和智能化的加持让我们有更多的自由度去做这个事情,这就是第八代Ecotec系列发动机的优势。
主持人:非常感谢邱总精彩的回答。下面请教姚春德老师,刚才很多人都在说,现在的三缸机和四缸机的界限很重要?领克和上气通用都有高效能的发动机,这两款小排量发动机,在您研究范围内分别属于行业的什么水准?
天津大学教授、内燃机燃烧学国家重点实验室副主任 姚春德
姚春德:现在国内的自主品牌三缸发动机确实做的比较多,像上汽、长城等品牌他们也都分别在做,从三缸发动机前的水平来看,确实各家都各有特色,总体看也都达到了非常好的平顺性、动力性和经济性的全兼顾。从燃烧角度看,实际上我们要想得到更好的燃烧效果,对于发动机排量和单缸的排量是有一个要求的。如果缸体太小,燃烧效果好确实不太容易达到。
之所以三缸发动机不被消费者所接受,还是因为受到了一些旧的认知。很多人都说三缸夏利在怠速的时候效果不好,是因为那时候的平衡轴是倾斜的,现在的三缸发动机的平衡轴位置完全改变了,有很多的先进技术可以解决三缸发动机抖动的这个问题,所以说在感受上,三缸发动机和四缸发动机基本没有差别。我个人买的车也是用的三缸发动机。
刚刚我们看到了领克的视频展示,更加让人眼睛一亮。在方向盘上放着的两个硬币,从冷启动到暖车、发动机冷车状态下的静止加速,方向盘上立着的两个硬币都非常稳定。因此国内的三缸发动机和四缸发动机在平顺性上基本没差别,但我们要特别关注的是三缸发动机带来的燃油经济性,四缸发动机的气缸体积即使再做小,可能也不见得能打得过三缸发动机。
主持人:好,接下来再问一下崔东树老师,随着与日俱增的节能减排压力,各大车企都在斥巨资加码研发符合标准的发动机,特别是小排量发动机的研发,那么您能从市场的角度,解读一下小排量发动机未来发展的机遇在什么位置?
全国乘用车市场信息联席会秘书长 崔东树
崔东树:第一个我认为,小排量发动机是技术发展的必然趋势。刚才姚春德老师也讲了,随着技术的提升,尤其是要使升功率得到提升,必然要减小发动机的排量或使发动机单缸化。随着节油技术的提升,小排量化水平也在快速的下降,像过去说的,中国一阶段油耗8.9、二阶段6.9等等平均油耗水平也在快速降低。
小排量的出现让消费者享受到了更低成本的出行便利性,让出行成本有效的降低,与我们国家节能环保的理念相匹配,也可以让更多的人在消耗同样燃油的情况下享受到汽车的文明生活。
小排量发展的趋势,对于消费者正常使用车辆和使用我们国家能源平衡起到了很好的一个协调跟促进的作用。尤其是像吉利和通用等这些品牌,在小排量发动机与48V相结合的基础上,电的贡献会高一些,最终实现了油跟电的完美平衡。这样可以使消费者在不改变原有习惯的情况下,达到节能省油、实现低碳排放的效果。还可以实现汽车的协调发展、对行业发展、对整个汽车行业的可持续发展有很大的突破。
另外,对于三缸发动机很多人还有一个观点,他们认为三缸发动机就是一个经过简化的发动机,这个是非常错误的。三缸发动机所采用的发动机技术并不亚于四缸发动机,三缸发动机的平衡现在做的也非常好,现在的三缸发动机结合了各种先进技术,千万要记住三缸发动机不是简化的发动机,三缸发动机在去掉一个气缸后摩擦就会减少,从而使燃油经济性大幅度的提升。
主持人:我再问一下《中国消费者报》高级记者、编委、汽车事业部主任施乾元。当下全球汽车行业正面临着巨大变革,其中节能减排更是重中之重。但此前不少媒体在看待“内燃机未来发展”这个问题上,往往看法比较片面。那么您认为从传播上,媒体应该如何为消费者普及对于小排量发动机的正确认知?
《中国消费者报》高级记者、编委、汽车事业部主任 施乾元
施乾元:感谢主持人的问题,其实我觉得作为一个消费者或者是一个面向消费者的媒体最简单的一个回答,就是要从科学引导的角度去讲述小排量发动机相比其它发动机的优势,小排量发动机是一个更现实、更科学、更合理的选择。
主持人:好,最后我再问一个问题,就是这一次我们是关于动力发展趋势的论坛,整场都在谈新能源趋势,那从姚春德老师您来看,未来的传统动力,尤其是高效能动力的发展,请您用一句话总结,如何让消费者去接受这个市场的变化,因为大家现在都认为气缸数越少的车性能就越差,消费者应该如何正确的看待传统动力的发展。
姚春德:我认为传统动力的发展对汽车来说越来越透明化,今后的汽车如果从用户的角度去看,需求最高的是燃油经济性。其实排量大小用户并不关心。一台汽车的经济性、驾驶性、平顺性、NVH等才是他们关心的点。至于你是采用三缸设计还是四缸设计、是采用混合动力系统还是采用单一的纯燃油发动机,用户其实不见得会去关心,他们只要关心性能系统的改造就可以了。
崔东树:我觉得在目前新能源与传统汽车两个种类都在持续的加速发展,尤其是中国与世界对碳排放的标准,都是一个急速上升的过程。汽油小排量与新能源相组合是我认为最好的发展趋势。我自己始终认为汽油车就是一个巨大的优势,他是用高能源密度的汽油给汽车提供了一个驱动力,同时给车企提供了一个热源,实际上新能源车最大的被动是可以提供动力但不能提供热源。整个来看小排量发动机搭配涡轮增压的动力模式在中国的绝大部分地区是很有发展潜力的。
随着技术组合、新能源与小排量发动机的组合,尤其是像插电混动等类似的产品,都可以让消费者得到一个低成本的享受。随着新能源电池的提升速度远低于发展预期,内燃机的发展和新能源的发展两个协同发展的趋势是必然的共同协同发展。
邱劲草:我说两个方面,一个是从长远来看。个人认为,应该以实际驾驶工况条件下,整车全生命周期的二氧化碳排放量来评价哪种动力系统应该得到产业政策的支持,而不是直接制定产业政策方向。这个应该成为我们未来在政策制定方面的一个共识。从短期的角度来看,我觉得在未来的5到10年,电气化+、智能化+这两个技术会成为加持传统动力技术、满足甚至超越法规要求和客户需求的新道路,我相信中国在内燃机方面依然大有可为。
施乾元:近一段时间在参加一些厂家的发布会的时候,我常常会有一种感觉,在面对发动机电动化趋势时多少会有一些伤感,未来有一天我们会不会怀念马达轰鸣的声音,因为很多企业现在在谈数年后的全面建成化趋势时都会讲,传统能源机的车型最后会被市场所淘汰。当F1赛道上马达轰鸣的声音离我们远去的时候,当玩车的少年再也没有马达轰鸣陪伴的时候,当我们踩下油门却没有声音响起的时候,我们会不会觉得一种情怀正离我们远去。
当然情怀不能当饭吃,传统内燃机其实100多年的发展历史给我们带来了一种生活习惯,这种习惯目前看是其他能源车型很难替代的。包括纯电驱动,现在很大的一个问题是来自于他的充电不便利性,包括在低温环境下使用上带来的一些问题等等,这些问题可能目前看给消费者还是带来了很大选择上的制约,当然更重要的一点是,消费者在选择某一种车型时,他们更看重可靠性或者安全性。
那从目前来看,所有的车型选择我认为最可靠、最安全、最合理的选择还是传统的内燃机车型。当然我认为在内燃机和电动机两者之间,他们应该是并行不悖的。如果说传统动力车型的内燃机有不足的地方,包括发动机热效应,也包括刚刚专家介绍到的丰田的41%热效率,我们是不是需要通过其他的技术途径来改变这种现状呢。
对于纯电车型,它的电池问题也是大家一直关心的问题,有专家也提出了所谓的二次利用,但目前来看这还只是一个理论架构,是一个理想状态的模型而已。实际操作起来可能还有很多的问题需要去面对,是不是存在这些问题我们就不能发展?我们也期待纯电动车的未来,我们可以让他改变的更清洁,让我们的风电甚至其他的清洁能源来源更广泛,改变电源的能源结构,包括电池未来的一个更好的二次循环利用。我想如果这些都改变的话,两者应该并行发展才能有一个更理想的未来,谢谢。
主持人:好,感谢四位,最后我总结一下四位老师的回答。我觉得第一个姚春德老师说的,首先内燃机大有可为。第二个,三缸机是整个内燃机先进性发展的一个体现。崔东树老师说,在能源化角度,我们不能忽视传统内燃机的作用,从企业的角度,上汽通用包括吉利领克以及福特和奔驰等等一系列的企业,他们都在不断的挖掘内燃机的潜力。最后我觉得从消费者的角度,施乾元老师也提出了,我们应该理性的看待消费者所需要的便宜、好用、节油、高效的动力系统。在这四个问题上,高效能的内燃机在解决这个问题上更有效。感谢四位嘉宾。