内燃机会否被摒弃?浅谈新能源大环境下内燃机发展方向

2019-04-10 15:41:31 中国质量新闻网

中国质量新闻网讯(实习 张恒)近年来,燃油车禁售行列伴随国家和车企的加入不断的壮大,全球新能源汽车的研发也随之加快了步伐。汽车内燃机时代的终结和新能源汽车的普及,两者间如何做到有效的平衡,也成为当下全球持续热议的话题。而在中国,随着4月4日工信部关于“传统内燃机汽车与新能源汽车协同发展研究”课题的提出,汽车内燃机的未来生存状况或将通过使用场景、用途、技术……等各个角度的改变得以延续和发展。

植入新能源汽车,促使内燃机发展

近年来,从政策的扶持到公共事业用车领域的大力采购,无不体现出国家对于发展新能源汽车的决心。但续航里程的掣肘,充电时间过长,重度依赖基础设施(充电桩)等问题亟待解决,增程式与插电式混合动力就成了未来新能源汽车的重要发展方向。无论从技术层面日臻完善的插电式混合动力技术,还是方兴未艾的增程式电动技术,内燃机还是这两种技术的精髓。尤其是增程式电动汽车的发动机,在为电池组充电过程中长期运行在高负荷区间。这就要求内燃机在设计之初就要追求更高标准,在制造环节也要遵循更高的技术要求。增程式电动汽车与插电式混合动力汽车的发展势必将推动内燃机的发展。如广汽集团研发的阿特金森循环发动机,已达到与国际同类发动机相近的技术水平。

图为搭载广汽集团自主研发阿特金森循环发动机的概念车EnSpirit

排放标准升级,助推内燃机发展

2018年6月28日,随着严苛排放标准--“国六”标准的出台,我国机动车排放标准全面进入“国六”时代。相比“国五”标准,“国六”标准排放限值中氮氧化物(NOX)和颗粒物(PM)排放限值分别降低了77%和67%;发动机工况测试从原本借鉴欧洲标准的稳态循环与瞬态循环标准变为全球统一标准;在型式检验中增加了循环外排放测试的要求,包括发动机台架的非标准循环(WNTE)和利用车载排放测试系统(PEMS)进行的实际道路排放测试,并增加了实际行驶工况有效数据点的NOX排放浓度要求;PEMS实际道路排放测试不仅应用于型式检验,还应用于新生产车和在用车符合性的监督检查;排放控制装置的耐久里程要求更加严格,并对排放相关零部件提出了排放质保期的规定;在欧六车载诊断系统(OBD)的基础之上,参考美国OBD法规提出了永久故障码等反作弊的要求,并首次将远程 排放管理车载终端(远程OBD)的要求应用到国家标准;提出了更为严格的合规监管要求,包括型式检验和信息公开、生产一致性检查、新生产车检查、在用车符合性检查等,并简化了达标判定方法。如此严苛的排放标准,意味着若新车型满足 “国六”甚至更高的排放标准,各汽车厂商必须进行内燃机技术革新。

图为“国六”标准发布信息

全球同升热效率,迫使内燃机发展

在我国提升排放标准的同时,国际上各大汽车厂商也悄然拉开了发动机技术升级竞赛的帷幕。马自达创驰蓝天系列与丰田Dynamic Force系列发动机的热效率已提升至40%以上,这两款发动机以高压缩比显著提升热效率著称。同时他们各自又拥有凹顶活塞、延迟点火或长行程、可变冷却系统等“黑科技”进一步提升发动机热效率。现代-起亚集团也宣称该集团推出CVVD技术,进一步从可变气门正时及升程方向入手,将汽油机热效率提升至50%以上。除此以外,目前双循环作为提升汽油机热效率的趋势在更多发动机上涌现。这类发动机可以以双循环模式(奥托循环与阿特金森循环)工作,在起步与加速阶段以奥托循环模式工作,在匀速行驶与滑行阶段以阿特金森循环模式工作。前者加速能力强但热效率相对较低,而后者截然相反,这种汽油机设计形式让包括丰田在内的诸多汽车厂商趋之若鹜。与此同时,国内厂商在提升热效率方面也不甘示弱。奇瑞与霍尼韦尔、法雷奥等国际领先的汽车配件供应商一并开发了SQRE4T15B发动机,其热效率为37.1%,剑指大众EA211系列发动机的37%热效率。

图为奇瑞SQRE4T15B发动机

长期以来,汽油发动机热效率在25%左右徘徊,提升热效率会带来显著的燃油的节省与排放的提升。同时,师从宝马技术的华晨集团王子系列发动机、长安集团蓝鲸系列发动机、上汽集团蓝芯系列发动机都用各自的“独门秘籍”使国产发动机的排放、油耗水平达到了新高度。在目前风起云涌的汽油机技术浪潮中,我国车企已开始与外国车企“角力”。

通过中汽研承接的课题,我们可以看出相关部门对于内燃机的发展还具有很大信心。中国汽车产业的发展并不是只注重“弯道超车”的新能源汽车,对于全面发展内燃机的考量也在国家战略之列,国产自主发动机的长足进步也有目共睹。植入新能源动力系统、排放更加清洁、热效率更高让内燃机有了新的发展空间。由此观之,内燃机并没有被摒弃,我国的内燃机领域也将被更加重视,数代中国汽车人的夙愿也将被实现--让国产发动机占领全球发动机领先地位。

(责任编辑: 李素 )
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