关于传统动力总成技术就不节能,如何实现节能

日前,看到一篇探讨“新能源车何时完全取代汽油车”的文章,这个问题归根究底是“节能”的问题,很多人看来,节能只有新能源汽车技术才可以算上“节能”技术,关于传统动力总成技术就不节能,这种情况,貌似在很多文章中都成为一个潜在的假设,这种假设太过于偏颇,节能有很多方式,电动车或者混合动力汽车可以实现节能,传统发动机、变速箱以及整车也可以实现节能。

日前,看到一篇探讨“新能源车何时完全取代汽油车”的文章,这个问题归根究底是“节能”的问题,很多人看来,节能只有新能源汽车技术才可以算上“节能”技术,关于传统动力总成技术就不节能,这种情况,貌似在很多文章中都成为一个潜在的假设,这种假设太过于偏颇,节能有很多方式,电动车或者混合动力汽车可以实现节能,传统发动机、变速箱以及整车也可以实现节能。

5月18日,国务院关于印发《中国制造2025》的通知,其中汽车被归类为十大“大力推送重点领域突破发展”之一,此后工信部根据这项政策,发布了“推动节能与新能源汽车发展”文章,文中针对节能汽车领域谈到“汽油机缸内直喷、均质燃烧和涡轮增压等高效率发动机,提高热动能量转化效率”,“增压直喷汽油机的‘T时代’”成为中国制造2025年汽车领域重要的方向之一。

世界总是在混沌中滚滚向前,一方面,我们看到新能源汽车政策层出不穷,新能源汽车,无论是中国新能源汽车,还是美国新能源汽车销量快速增长,似乎成了未来的一种趋势。另一方面,传统汽车及其核心部件发动机技术也在快速发展,多家汽车制造商在这些领域明争暗斗,对于传统节能技术的研发下足了力气。

节能就像是一个人减肥,目标是降低体重,有很多方法,可以通过运动实现、可以通过节食、也可以通过运动和节食一起来实现,汽车节能技术可以通过新能源技术、发动机革新、变速箱优化、整车优化等诸多手段去实现节能,这些技术我们在一些主流的车型上看到过、也有些技术甚至没有见到消费者便消失了。

节能就像是一个人减肥,目标是降低体重,有很多方法,可以通过运动实现、可以通过节食、也可以通过运动和节食一起来实现,汽车节能技术可以通过新能源技术、发动机革新、变速箱优化、整车优化等诸多手段去实现节能,这些技术我们在一些主流的车型上看到过、也有些技术甚至没有见到消费者便消失了。

关于传统动力总成技术就不节能,如何实现节能。9月4日,搭载1.8THP发动机的东风雪铁龙T时代新C5在成都车展亮相,印证了通知中的趋势,T时代到底有什么优势?如何实现节能?如何输出澎湃的动力?我们不妨从1.8THP发动机上,看看这些点如何实现。

前段时间,Engine Technology International Magazine举办,诸多汽车媒体及专家参与的“年度国际发动机大奖(The International Engine of the YearAwards 2014)”结果公布,年度最佳提名分别是BMW/PSA1.6THP涡轮增压直喷发动机、Audi 2.5五缸增压发动机、McLaren的3.8升V8发动机、BMW3.0升增压6缸发动机、奔驰2.0升增压发动机、大众1.4升TSI发动机、Ferrari4.5升V8发动机和福特1.0升发动机,以及特斯拉纯电动Model S动力总成。福特1.0升发动机获得年度发动机,BMW/PSA1.6THP涡轮增压直喷发动机在1.4L-1.8L组别中夺魁,八次蝉联该组头名。作为连续十五年举办的国际重要奖项,它的一举一动,也能够让我们从中看到各家汽车制造商在传统技术上如何突破、以及整个业界走向。无独有偶,几天前,昆仑润滑油杯“中国心”2014年度十佳发动机颁奖盛典在上海揭开帷幕,包括东风雪铁龙新C5上搭载的1.6THP发动机、观致1.6T等,斩获“中国心”2014年度十佳发动机的殊荣,这个奖项连续多年举办,是厂商比武的一个擂台。

为什么有的节能技术应用了、有的却没有应用?什么样的节能技术才算是主流和趋势呢,我们就用一定的篇幅去盘点下传统汽车如何需求节能、新能源汽车又是如何寻求节能,本篇主要谈谈传统汽车如何进行节能。

为什么有的节能技术应用了、有的却没有应用?什么样的节能技术才算是主流和趋势呢,我们就用一定的篇幅去盘点下传统汽车如何需求节能、新能源汽车又是如何寻求节能,本篇主要谈谈传统汽车如何进行节能。

第一、“开源节流过日子”让1.8THP节能效果明显

从整体上来看,发动机小型化仍然是受到推崇的方向,这里面有诸多原因,包括各个国家节能减排法律、法规,以及补贴政策等都给与汽车制造商更大的动力去研发这部分的技术,当然这些也不再单纯地降低发动机排量,而是配上相应的最新技术。另外一个看点是,汽油机直喷技术成为媒体以及专家看中的主流,这也预示着更多的产品都会搭载这项技术,这项技术研发也逐渐成为汽车制造商研发拼杀最激烈的地方,我们简要分析。

回到事情本源,汽车节能和减肥正好是两个相反的过程,减肥讲究的是少吃、多动,节能则是开源和节流,尽可能让这些燃料多做功出来,然后尽可能减少无用功,这是上百年来汽车行业以及发动机行业努力的方向。

回到事情本源,汽车节能和减肥正好是两个相反的过程,减肥讲究的是少吃、多动,节能则是开源和节流,尽可能让这些燃料多做功出来,然后尽可能减少无用功,这是上百年来汽车行业以及发动机行业努力的方向。

节能就像是一个人居家过日子的富裕程度,一方面要多挣钱,另一方不能浪费钱,这样才能很自在的同时实现家庭富裕。发动机想要实现节能也是同样的道理,作为一款汽车最重要的核心部件,节能技术有很多种,简单地分为开源技术和节流技术,开源就是尽可能地把燃料充分燃烧,把燃料的化学能转化为动能输出出来,节流技术则是采用新的技术来降低浪费掉的能量,1.8THP发动机在这些方面做到了极致。

“节能减排形势下”发动机小型化是个趋势

动力系统开源节能技术

动力系统开源节能技术

针对开源技术,发动机在处理这些问题的时候是优化燃烧,把燃料的化学尽可能多地转化为热能,然后转为动能输出出去。这句话说起来极其轻松,实现起来则用了发动机前辈们百年的心酸历史,直到今日,随着控制技术、新材料、新的燃烧理论提出还在不断地更新新的技术。

我们经常谈到“发动机小型化”的趋势,在本次评奖过程中也能够看到这些端倪,本次年度发动机整体评奖过程中,参与提名的发动机排量分别是Audi 2.5五缸增压发动机、McLaren的3.8升V8发动机、BMW/PSA1.6THP涡轮增压直喷发动机、BMW3.0升增压6缸发动机、奔驰2.0升增压发动机、大众1.4升TSI发动机、Ferrari4.5升V8发动机和福特1.0升发动机,以及特斯拉纯电动Model S动力总成。

对于汽车来讲,开源技术主要集中在动力源(Power Source),传统汽车只有发动机属于动力源,基本上集中在发动机的燃料燃烧上,就像你减肥的时候,为了保证营养和健康,不得不吃一些高蛋白的食物,包括一些肉制品,但是这些高蛋白的食物有所选择,把一块猪肉要剃掉肥肉部分、然后使用不用的做法不至于吸收过的脂肪。

对于汽车来讲,开源技术主要集中在动力源(PowerSource),传统汽车只有发动机属于动力源,基本上集中在发动机的燃料燃烧上,就像你减肥的时候,为了保证营养和健康,不得不吃一些高蛋白的食物,包括一些肉制品,但是这些高蛋白的食物有所选择,把一块猪肉要剃掉肥肉部分、然后使用不用的做法不至于吸收过的脂肪。

1.8THP发动机采用了缸内直喷技术,这项技术我谈过几次,它是目前国际上主流汽车制造商共识的趋势,也是我们中国制造2025重要的方向之一,直喷汽油机一般都会搭载涡轮增压,它有什么好处呢,涡轮增压能够带来尽可能多的空气、更剧烈的气体流动为优化燃烧提供了可能,同时采用直喷方式,能够精确定时、定量地喷射相应的燃油,为动力需求和提交提供了各种可能性。

清晰地来讲,评委更加希望能够接受小排量的发动机,尤其是在小排量发动机上做足工作、技术研发的产品,可能更加受到青睐。

发动机在处理这些问题的时候是优化燃烧,把燃料的化学尽可能多低转化为热能,然后转为为动能输出出去,这句话说起来极其轻松,实现起来则用了发动机前辈们百年的心酸历史,直到今日,随着控制技术、新材料、新的燃烧理论提出还在不断的更新新的技术。

发动机在处理这些问题的时候是优化燃烧,把燃料的化学尽可能多低转化为热能,然后转为为动能输出出去,这句话说起来极其轻松,实现起来则用了发动机前辈们百年的心酸历史,直到今日,随着控制技术、新材料、新的燃烧理论提出还在不断的更新新的技术。

当然,T时代新C5 1.8THP在各个细化领域也做了充分的努力,包括采用侧置喷油器、中置火花塞设计,喷射压力高于普通的120bar压力,达到200bar缸内直喷压力,更大的喷射压力可以使喷雾颗粒由80微米降到20微米,雾化颗粒更细,更便于充分燃烧,减小发动机排放,同时1.8THP发动机的缸内直喷最多可3次喷射,达到均质混合的目的,最大可能滴发掘了开源节能潜力。

常用排量直喷发动机成为热点。

总体来看,我比较看好的是汽油机直喷技术,这项技术我谈过几次,包括大众汽车提出的GDI直喷汽油机技术、上海通用汽车引进的SIDI直喷发动机技术、还有宝马与PSA联合研发的THP涡轮增压直喷发动机技术,这些目前国际上主流汽车制造商共识的趋势。

总体来看,我比较看好的是汽油机直喷技术,这项技术我谈过几次,包括大众汽车提出的GDI直喷汽油机技术、上海通用汽车引进的SIDI直喷发动机技术、还有宝马与PSA联合研发的THP涡轮增压直喷发动机技术,这些目前国际上主流汽车制造商共识的趋势。

对于节流节能技术,在很多细节上可以看到,T时代新C5 1.8THP采用同级独有的全电控变排量机油泵:能够根据不同转速、发动机负荷和机油温度等连续改变排量,与一级或两级变排量机油泵相比,控制更加精细,实现完全按需分配,达到节能减排的目的。

排量比较常见的组别,1.4升至1.8升排量区间的提名榜上,共有六款发动机上榜,由PSA与BMW联合研发、搭载在新C5上的1.6THP发动机夺取冠军,其中,包括PSA与BMW联合研发的1.6THP、宝马1.5T、大众1.8TFSI等排名在前三位均是直喷增压汽油机。

直喷汽油机一般都会搭载涡轮增压,它有什么好处呢,涡轮增压能够带来尽可能多的空气、更剧烈的气体流动为优化燃烧提供了可能,同时采用直喷方式,能够精确定时、定量地喷射相应的燃油,为动力需求和提交提供了各种可能性。

直喷汽油机一般都会搭载涡轮增压,它有什么好处呢,涡轮增压能够带来尽可能多的空气、更剧烈的气体流动为优化燃烧提供了可能,同时采用直喷方式,能够精确定时、定量地喷射相应的燃油,为动力需求和提交提供了各种可能性。

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笔者早在2006年就参与过“国家863计划”直喷汽油机技术的研发,对于汽油机直喷技术一直都是情有独钟,直喷汽油机,之所以能够产生如此的魅力,主要在于将传统的气道喷射、量调节的方式,变为缸内直接喷射,可以更加有效地组织燃烧,它有两个好处,第一个是通过优化燃烧来实现效率提升,比较典型是的分层燃烧、均质燃烧以及二者之间根据工况不同的切换,通过稀薄燃烧来提升压缩比,提高整机效率。第二个是通过取消节气门来降低进气损失,整机提升效率。

当然,具体技术细节还不一致,大众汽车采用了分层、稀薄燃烧以及其中切换,前几年做科研的时候采用了它们的样机,貌似这种模式受限于中国的油品并不能实现。上海通用汽车引进的SIDI中置直喷,并在包括昂科威20T等多个别克车型上大批使用,前段时间有个资深评测编辑和谈这项技术,大家并不太熟悉这个名词,仔细发现,这个一个硬件设计,把进气引导的燃烧组织方式变成了喷油引导,然后采用高压喷射技术,能够更好地组织燃烧,同时能够喷油器的耐久性。

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当然,配上相应的涡轮增压技术,又可以在小排量的基础上,通过可控的方式将空气压缩至气缸,在喷射相应的燃料,实现了高效的同时,可以有效地提升动力性。以东风雪铁龙新C5的1.6THP直喷汽油机为例,作为1.6升的排量,动力更加充沛,最大功率为123/6000,最大扭矩可达到245/1400-4000,不过,增压技术还需要解决系统响应问题,1.6THP涡轮增压直喷发动机采用Twin scroll双涡道单涡轮技术,在1000转时涡轮即介入工作,在1400转时便达到最大扭矩输出。

当然,说起来容易,做起来难,直喷技术想要实现节能非常不易,包括高压喷射的燃烧组织能力都是考验的关键因素,这款由PSA和BMW联合开发1.6THP直喷汽油机采用的是带旋流的喷油嘴直接喷射技术,同时配备了最多每循环喷射3次的多段喷射技术,能够组织不错的燃烧,使燃烧更加充分。

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新能源技术与传统技术共存共赢?

金沙6165,在我们的意识中,有时候判定一件事物简单地使用了“非黑即白”,在很多我们新能源汽车的补贴政策上也是这样,限定使用什么技术、限定续驶里程怎么样,这些是否存在科学依据?

当然,很多人意识中,节能减排主要针对于新能源汽车,好像新能源汽车与传统发动机的节能减排技术水火不相容,这个问题并不正确,前段时间上海交通大学殷承良教授谈到比亚迪秦大部分的工况是发动机在工作,并不节能,从而置疑比亚迪秦的节能减排能力以及其拿到巨额补贴的合理性。清华大学欧阳明高教授之后在会议上谈到这款车大部分工作都在使用电能。

我们暂且不论是否使用电,如果这款车的发动机采用高效率直喷涡轮增压发动机,上述的争论就不存在了,这就是传统节能减排技术与新能源汽车结合例子,比如说混合动力汽车技术、纯电动汽车技术、直喷汽油机技术、高压共轨柴油机技术、燃料电池汽车技术、代用燃料汽车技术等多个项技术,目前都具有一定程度节能能力和降低排放的能力,这些能力都需要相应的开发和支持,特别是现阶段的联合应用,都是务实之举。

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