當PM2.5和霧霾像吃飯、睡覺一樣,成為人們生活中每天關注和討論的話題時,無論汽車尾氣排放對于大氣污染的貢獻度是22%(北京環保局的數據),還是區區4%(中科院大氣物理研究所的數據),如何生產更節能、更環保的汽車,都是汽車行業無法回避的大課題。
節能環保汽車大體可分為四個層面:一是零污染的氫燃料電池車和純電動汽車,其中,純電動汽車已經開始在公交和一些市政車輛上進行試運營,包括比亞迪、榮威E50、寶馬i系列和特斯拉等電動車也已經正式向公眾銷售。然而,電動車的普及還需要漫長的過程;而氫燃料電池車由于成本太高,至今離市場化還比較遙遠;第二個層面是插電式、增程式和混合動力車,這幾種動力組合技術都能有效降低油耗,減少排放,技術也比較成熟,被認為是未來幾年汽車發展的主流方向;第三個層面是以渦輪增壓為代表的發動機小排量化,目前已經成為多數車企的“標配”,也是最主流的;第四個層面是傳統動力的改進和挖掘,比如本田的“地球夢科技”、馬自達的“創馳藍天技術”等等。
傳統技術還沒有挖掘的必要
與炒得轟轟烈烈的純電動、插電式混合動力和渦輪增壓相比,傳統技術似乎已經到了窮途末路,處于被拋棄的邊緣。那么,既然有了更先進的技術,傳統技術還有沒有進一步挖掘潛能的必要?
從目前的技術水平來看,純電動車和插電式混合動力車在短期內還沒有普及的可能性。本田技研株式會社社長伊東孝紳認為,只有在電池技術有了質的提高,電池續航里程得到飛躍式的發展之后,電動車才可能普及。在10年甚至20年之內,電動車普及是很困難的。他認為,電動車目前很難達到傳統燃油車加油一次行駛500公里的能力。在這種情況下,如何提高燃油的經濟性才是更重要的任務。另外,混合動力的發展也應該考慮消費者所能接受的價格和性能。
奇瑞汽車董事長尹同躍也認為,20年以內無法實現新能源車的大規模量產。持同樣觀點的還有車企領導和業內專家。清華大學汽車產業技術戰略研究院院長趙福全認為,盡管我國新能源汽車產業發展成果顯著,但大規模推向市場還需要一個漫長的過程,“至少15年之后才能看到電動車占有10%的市場份額”。
北京大學國家發展研究院副院長姚洋表示,目前,一輛純電動車價格幾乎是同級別傳統汽車價格的2~3倍,即便是混合動力汽車,價格也要比傳統汽車高不少,電池成本太高是電動車發展的一大瓶頸,消費者是不是愿意掏錢去買,是很大一個問題。再一個是電池的安全隱患,這也是一個需要考慮的問題。
電動車還沒有普及的可能性,混合動力因為價格問題也很難被廣泛接受,但渦輪增壓作為現階段被普遍認可的發動機技術,大眾、通用、福特、PSA、現代和國內自主品牌汽車等,紛紛采取渦輪增壓技術,在降低油耗的同時,提升發動機功率,從而達到節能減排的效果。那么,這是否意味著渦輪增壓可以完全取代傳統自然吸氣的發動機技術呢?
所謂“渦輪增壓”,其實就是通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,從而提高發動機的功率和扭矩,讓車更有勁。因此,渦輪增壓的優點很明顯,那就是“小馬拉大車”,通過更小的發動機排量,帶動尺寸更大的汽車,提高燃油經濟性的同時降低尾氣排放。但同時,渦輪增壓也有一些缺點,其中最明顯的就是“滯后響應”,由于葉輪的慣性作用對油門變化反應遲緩,即使經過改良后的反應時間也要1.7秒,使發動機延遲增加或減少輸出功率,也就是人們經常說的“頓挫感”比較強;其次,相比普通自然吸氣車型,渦輪增壓發動機的保養費用較高;另外,由于渦輪增壓方式會給發動機帶來更高的燃燒溫度,所以在理論上,渦輪增壓發動機的壽命不如自然吸氣發動機長久,可靠性也不如自然吸氣發動機。
正是渦輪增壓發動機的缺點,給了自然吸氣發動機改進和發展的機會,同時,兩種技術的并存和競爭,也讓發動機發展路徑更加多元化。上海交通大學汽車工程研究院院長許敏認為:“渦輪增壓發動機技術與傳統自然吸氣發動機技術在現階段并不存在孰優孰劣的問題。長遠來看,渦輪增壓技術比較有前景,但其成本、可靠性和耐久性到底如何仍值得觀察。兩者誰更具有燃油經濟性的命題也有待商榷。另外,渦輪增壓雖然已經成為一種潮流,但這并不意味著自然內燃機沒有了提升空間,換而言之,即使不通過外加設備,自然吸氣技術的上升空間依然十分巨大。”
傳統技術抗衡渦輪增壓秘訣何在
事實上,至今堅持在自然吸氣道路上“一條道走到黑”的企業主要是日系品牌,無論是豐田、本田、日產還是馬自達,都始終堅持在自然吸氣發動機上下功夫,無論是本田推出的“地球夢技術”,還是馬自達的“創馳藍天”技術,都將自然吸氣技術發揮到了極致。
2013年6月,本田在中國發布了兼顧駕駛樂趣和環保性能的新一代動力總成技術——“Earth Dreams Technology(地球夢科技)”,其中包括擁有世界頂級輸出功率和燃油經濟性的多款新型汽油發動機,新開發的具有暢爽動感的小型車CVT和中型車CVT變速器系列,適合緊湊型車的單電機混合動力系統和適合中型車的雙電機混合動力系統。其中,融合了直噴、CVT、i-VTEC、VTC等前瞻技術于一體的發動機在業界可謂首創。
目前,第九代雅閣所采用的新開發的2.4L汽油發動機采用Honda獨創的VTEC+VTC技術與全新缸內直噴系統,在大幅度提高燃油效率的同時,通過降低摩擦,使燃油經濟性提高13%,最大扭矩提高8%,從而將駕駛樂趣和燃油經濟性更好的融合,提高發動機、變速器等內燃機技術的效率,并提升電機等電動化技術。
廣汽本田執行副總經理郁俊認為,“低油耗、高效率”是現在汽車的發展趨勢,德系、美系車相繼推出了各自的渦輪增壓車型。并不是說渦輪增壓不好,只是相對自然吸氣發動機的可靠性、動力輸出平順以及后期維護便捷等,自然吸氣發動機有屬于自己的明顯優勢。而本田獨創的i-VTEC技術和直噴系統的使用能在小幅提高發動機動力輸出的同時,降低油耗和排放。
與“地球夢科技”一樣,馬自達的“創馳藍天”技術雖然聽起來只是對內燃機的傳統改良,但實際上技術難度并不亞于渦輪增壓技術。傳統內燃機燃效不高,有三個制約因素:壓縮比不高、稀薄燃燒度不高、泵損耗較大。大眾的TSI著眼于降低泵損耗,馬自達則著眼于提高壓縮比,這是兩家技術上的區別。
馬自達在不添加增壓裝置的前提下,把內燃機的壓縮比提高到13∶1甚至14∶1,而一般渦輪增壓的壓縮比也就是11∶1左右。換言之,現階段發動機將汽油轉換為動能的效率僅為30%,也就是有70%的動力會白白損失掉。馬自達認為,如果將這70%的動力進一步優化,使其轉換為有效的動能,發動機就會有更出色的表現。這70%的消耗主要包括:泵損耗、機械阻力、冷卻損失和不充分燃燒。“創馳藍天”技術正是從這幾方面進行優化,從而讓發動機的效率達到最佳。
雖然大眾已經宣布,未來幾年內,可能會完全放棄自然吸氣技術,所有車型均采用渦輪增壓技術。但這并不意味著自然吸氣技術已經窮途末路,隨著科技的進步,傳統自然吸氣內燃機仍有很大的發展空間。
·請注意語言文明,尊重網絡道德,并承擔一切因您的行為而直接或間接引起的法律責任。
·車新聞新聞跟帖管理員有權保留或刪除其管轄留言中的任意內容。