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可變壓縮比、可變排量、與電機融合

發(fā)動機“大手術(shù)”前景如何？

2.0升VC-Turbo發(fā)動機，通過對連桿結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計實現(xiàn)了壓縮比從8：1到14：1的無級調(diào)節(jié)。在剛剛落幕的巴黎車展上，英菲尼迪憑借這款被譽為“準量產(chǎn)”的可變壓縮比發(fā)動機贏得全球矚目。這臺4缸發(fā)動機可以時刻保持在最佳壓縮比的工作狀態(tài)下，從而滿足更嚴格的排放法規(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的大趨勢下，整車及發(fā)動機企業(yè)面臨著動力產(chǎn)品技術(shù)再升級、再變革的巨大挑戰(zhàn)。僅僅通過降低發(fā)動機內(nèi)部摩擦、提升進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、可變排量等對發(fā)動機結(jié)構(gòu)進行較大改變的新技術(shù)將逐漸從實驗室走向量產(chǎn)階段。但是，汽油機效率提升空間正在縮減，升級成本不斷加大，還面臨著新能源汽車技術(shù)的挑戰(zhàn)。“大手術(shù)”是否會給傳統(tǒng)汽油機技術(shù)帶來顛覆性的革命？

■ 可變壓縮比有效提升燃燒效率

VC-Turbo之所以能實現(xiàn)可變壓縮比，是因為這臺發(fā)動機中連接曲軸和活塞的部分采用了多根連桿，實現(xiàn)對活塞壓縮行程的控制和改變。英菲尼迪全球總裁羅蘭·克魯格對這款發(fā)動機給予很高評價：“這臺具有開創(chuàng)性的新型動力系統(tǒng)代表了發(fā)動機發(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》記者專訪時說：“舍弗勒已經(jīng)儲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），另一種壓縮比實現(xiàn)三種變化（10、11、11.5：1），兩者均可使發(fā)動機燃燒效率提升10%以上，特定狀態(tài)下可達到14%。”

“可變壓縮比技術(shù)對發(fā)動機結(jié)構(gòu)改動較大，能靈活控制壓縮比，對發(fā)動機節(jié)能減排有較大提升，同時它的應(yīng)用將帶來一系列技術(shù)的改進和提升。”清華大學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排氣系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)以及缸蓋缸體設(shè)計上的多處改進。

中國汽車工程研究院國家燃氣汽車工程技術(shù)研究中心副主任鄒博文對記者說：“可變壓縮比技術(shù)實現(xiàn)了對發(fā)動機運行工況的實時調(diào)整，以保證發(fā)動機在最適宜工況下運行。全球各大發(fā)動機企業(yè)及研發(fā)機構(gòu)都在進行新型技術(shù)的研究，未來汽油機點火方式都有可能發(fā)生改變，汽油機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)的針對三缸、四缸汽油機的停缸技術(shù)、本田汽車近期申請專利的活塞可變行程技術(shù)以及國內(nèi)發(fā)動機技術(shù)專家沈勇提出的雙1.0L發(fā)動機組合技術(shù)等。此外，觀致汽車今年車展還展出了一臺無凸輪軸的Qamfree發(fā)動機。

這些新理念、新技術(shù)可以大幅降低油耗，但對汽車動力系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)都有較大的改變。諸如此類的發(fā)動機“大手術(shù)”方案仍在試驗當中，基本沒能產(chǎn)業(yè)化。

“可變壓縮比等一些對發(fā)動機改動較大的技術(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可變壓縮比技術(shù)都充滿期待，但彼得·古茲默對這項技術(shù)持有保守的態(tài)度，因為相關(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)動系統(tǒng)高級總監(jiān)牛銘奎認為，發(fā)動機基于主流技術(shù)再升級，燃燒效率仍可繼續(xù)提升，但“大手術(shù)”似的技術(shù)能否推廣確實值得研究。如果發(fā)動機本體改動大，無異于打造全新發(fā)動機平臺，其后續(xù)生產(chǎn)條件的改造投資將會很大，企業(yè)需要對項目全生命周期價值做謹慎評估。

王建昕認為，在當今發(fā)動機技術(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)精細化發(fā)展和提升。可變壓縮比等新型發(fā)動機控制技術(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)需要進行更多考量。

■ 電機與汽油機融合發(fā)展

盡管未來幾年，汽油發(fā)動機仍具有不可替代的地位，但不可否認，電機驅(qū)動系統(tǒng)的綜合競爭力正在提升。這對整車及發(fā)動機企業(yè)選擇發(fā)動機技術(shù)路線方面產(chǎn)生一定影響，也致使不少企業(yè)對傳統(tǒng)發(fā)動機技術(shù)不斷升級的熱情開始降低。

“電機及相關(guān)配套零部件的成本在下降，幾年后將與發(fā)動機總成相持平甚至更低，傳統(tǒng)發(fā)動機再先進也難當主流。”彼得·古茲默認為，當今流行的小排量渦輪增壓發(fā)動機在低速運轉(zhuǎn)的情況下，動力性能較差，但電驅(qū)動系統(tǒng)可以彌補，因此混合動力系統(tǒng)是當前很多整車企業(yè)的必然選擇。企業(yè)應(yīng)推動電機驅(qū)動與傳統(tǒng)發(fā)動機共同發(fā)展。

沈陽航天三菱汽車發(fā)動機制造有限公司總經(jīng)理助理張衛(wèi)東認為，未來幾年，混合動力市場會逐漸發(fā)展起來。比如，豐田雙擎已與傳統(tǒng)汽油機成本相差無幾，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)劃混動汽車產(chǎn)品。電機與汽油機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)燃機向純電動發(fā)展的過渡，混動技術(shù)更能適應(yīng)當前消費者的使用需求和國家節(jié)能減排的相關(guān)政策。相對而言，依靠補貼提升銷量的純電動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。