我国汽车发动机发展现状及未来趋势_下_

2011年第5期52我国汽车发动机发展现状我国汽车发动机发展现状及未来趋势（下）及未来趋势（下）■MC记者：百川汽车发动机决定了汽车的质量，是汽车的核心。打造优良的汽车发动机成了提升汽车质量品牌的关键。国内无论是整车企业还是专业的发动机制造企业都在加大研发力度，以求在激烈的市场上占据一席之地。外资企业也蜂拥而至，试图在前景光明的中国发动机市场分杯羹。由于石油短缺和环保的双重压力，企业纷纷投入绿色柴油机、替代燃料发动机、小型汽油机等产品的研发。高燃效、低能耗、低排放发动机的发展形成了不可阻挡的趋势。笔者认为，未来发动机基本有六大发展趋势。趋势一：传统发动机向更节能、清洁方向发展现代绿色柴油发动机已经成为目前实现节能环保昀现实的途径之一，和主流的汽油发动机相比，它拥有出色的节能性和动力性。数据表明，柴油机的燃烧效率可达45%，而汽油机的燃烧效率仅为35%左右。德国联邦汽车运输管理局（KBA）对大量柴油机的测试表明，同排量绿色柴油机比汽油机节油30%～35%；而与传统的柴油发动机相比，又有着出色的舒适性和环保性，成为时尚汽车的潮流之选，目前绿色柴油机在欧洲的市场占有率已达到50%以上，且排放水平已达到欧V标准。事实上，现代绿色柴油机比主流汽油机节油30%的主要奥秘在于，它采用的是高压共轨缸内直喷技术。该技术将高压燃油直接喷射到燃烧室内形成雾化均匀的混合气，以此提升喷油的雾化效果，使其能够在短时间内完成更充分的燃烧。国内昀先进的欧意德绿色柴油机搭载的博世第二代高压共轨喷射系统，已经将喷射压力从传统柴油机的60～80MPa，提高到了160MPa的水平，而通常缸内直喷汽油机的燃油喷射压力仅为12MPa左右。这不仅仅是数据上的变化，更给柴油机动力带来了全面的提升。据了解，在高压共轨技术产生之前，柴油机一直采用机械增压的方式，燃油压力会随着发动机的转速变化而变化，极难控制。特别是在怠速状态下，燃油压力更是不稳定，所以人们会看到一些老式的柴油车在怠速状态下冒黑烟。现代绿色柴油机先进的高压共轨技术采用的是独立的高压泵技术，使得压力产生不再受转速影响，时刻都能获得理想的燃油压力，与传统柴油机相比，现代绿色柴油机有了一个实质性的飞跃。此外，现代绿色柴油机技术通过ECU控制还可以实现对燃油压力的柔性调节，使得发动机在不同工况下给出昀适合的燃油压力，取得昀佳的燃烧效果。玉柴集团和天津大学联合开发了两款低碳节能高效发动机，2010年已实现批量生产。据介绍，该技术成果包含三项技术优势：首先是低碳排放。这两款机型升功率分别达到40kW/L和45.3kW/L，意味着玉柴6.5L柴油机排量达到了普通8.4L柴油机的动力水平，而玉柴3L排量的柴油机达到了普通4.5L柴油机的动力水平。如投入实际公路运输，每车每年至少减少CO2排放5t，按1000台车计算，则每年至少减少CO2排放5000t。其次是节能。两款机型的油耗与装备大排量发动机同型号的车相比降低5%；排放水平达到国Ⅳ、国Ⅴ的排放标准要求；增压比达到3，即进气压力提高到相当于三个大气压水平（普通柴油机仅相当于两个大气压水平），使发动机中、低速扭矩增加了30%，提高了整车动力性。三是实现发动机应用小型化，使整车重量更轻。如玉柴4FA185－40的整机要比相同功率的，使运动部件消耗的摩擦力更小，机械效率更高，便于整车更加高效运行。“长期以来，柴油车给中国人留下冒黑烟的印象，导致在欧洲占50%以上的柴油机乘用车在中国的占有率不到1%。”中国机械工业联合会执行副会长张小虞曾对此颇有些无奈，“事实上，中国的柴油机技术已经完全可以实现装配乘用车了，需要解决的是生产成本高和油品供应难问题。”有关专家表示，由于关键零部件技术不掌握在自主品牌企业手中，优质的关键零部件如燃油系统、油泵、喷油器等都需要进口，导致柴油机制造和维修成本都较高。同时，由于柴油机对油品要求较高，国内只有少数城市可以实现供应，一定程度影响了柴油机乘用车的发展。趋势二：小排量发动机市场渐趋走强2010年6月，国家发改委等部门联合下发了《关于印发“节能产品惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知》，将发动机排量在1.6L及以下、综合工况油耗比现行标准低20%左右的汽油、柴油乘用车（含混合动力和双燃料汽车），纳入“节能产品惠民工程”，在全国范围推广。2011年2月25日，十一届全国人大常务委员会第十九次会议表决通过了《中华人民共和国车船税法》。该税法将于2012年1月1日起正式施行。税法按汽车发动机排气量大小分别作了降低、不变和提高的结构性调整的税负规定。税法明确了对小排量车的支持力度。国家鼓励小排量车发展，对于国内发动机企业及众多车企的推动作用较为明显。东风日产的一位经销商表示，东风日产已有六款车型入围节能产品推广目录，消费者购车可直接获得一定补贴，对于小排量车的销售起到了刺激作用。电话咨询、亲临4S店看车和购买的消费者有所增多。上海通用以17款车型入围国家节能惠民政策补贴车型的优异成绩，成为低碳节能的厂家代表，这些车型也受到了消费者青睐。近年来，国内汽车企业开发小排量车已经成为一种潮流。如上海大众斯柯达晶锐、广汽丰田新雅力士、北京现代瑞纳、东风雪铁龙C2、比亚迪F0、一汽丰田新威驰、长安奔奔、江淮同悦、奇瑞A3等。广汽丰田新雅力士，动力方面采用1.3L和1.6L两种排量发动机，改款后的1.6L发动机经过调校后有了更为强劲的动力。搭载了丰田独有的双VVT－i发动机，在这个价位精品小车中动力方面优势明显。北京现代瑞纳，搭载现代汽车昀新CVVT发动机。经过严格的综合路况油耗测试，瑞纳1.4L自动挡百公里综合油耗仅6.5L。比亚迪F0采用的全铝发动机只拥有铸铁发动机一半的重量，同时能有效地降低燃油消耗并提高驾驶操作性能，F0百公里经济油耗仅全柴绿色环保柴油机全柴绿色环保柴油机云南雷默公司采用博世高压共轨技术云南雷默公司采用博世高压共轨技术开发的乘用车柴油机开发的乘用车柴油机东安动力达国Ⅳ排放的乘用车汽油机东安动力达国Ⅳ排放的乘用车汽油机一汽采用高压共轨技术的绿色环保柴油机一汽采用高压共轨技术的绿色环保柴油机中国重汽采用高压共轨技术排放达国Ⅳ的重型柴油机中国重汽采用高压共轨技术排放达国Ⅳ的重型柴油机2011年第5期54。由于一般的轿车多为前轮驱动，搭载BYD371QA全铝发动机的F0能有效降低前舱重量，使得F0转弯时更加轻便灵活，在制动时也能有效减少制动距离。业内专家普遍认为，补贴政策及新车船税法的出台，意味着国家对小排量轿车支持力度的进一步增强，将激活消费者的购车热情，同时使小排量发动机产量迅速提升。趋势三：高压共轨等技术推广速度将加快我国在商用车领域已全面实施国Ⅲ排放标准，国Ⅳ排放标准也将很快实施。几年前，有关部门曾把国Ⅲ技术路线确定为电控泵喷油器、电控高压共轨和电控单体泵，其中电控泵喷油器主要应用于轿车柴油机领域，商用车柴油机采用的实际是后两者技术。近几年，各种国Ⅲ技术路线针对不同的车型、路况进行了充分地实践，从各企业国Ⅲ标准柴油机的产销统计数据来看，已经呈现电控高压共轨、EGR（废气再循环利用）系统、电控单体泵全面推广状态。玉柴是目前应用电控高压共轨、电控单体泵、电控组合泵、EGR等新技术较多的企业之一。其中，采用电控高压共轨的机型有：YC4G、YC6G、YC4E、YC4F、YC4W、YC6J、YC6L、YC6M、YC6A、YC6K；采用电控单体泵的机型主要有YC6L、YC6G、YC6M、YC6A、YC4G、YC4E、YC4D；采用电控组合泵的机型有YC6G、YC4E；采用EGR技术的有YC6L、YC6G、YC6M、YC4G、YC4E等。玉柴在各类国Ⅲ标准柴油机中，以电控高压共轨为主要技术路线。其中，以应用于轻型载货汽车、微客、SUV等车型的小排量柴油机YC4F系列的销量昀高，其次为YC6G、YC4G、YC6M。除电控高压共轨柴油机外，玉柴电控单体泵柴油机的销量也比较大。玉柴国Ⅲ柴油机还采用了一种新技术，即由成都威特公司自主开发的电控组合泵系统。这种技术成本低，对柴油机的结构改动不大，大柴、东风康明斯及无锡四达等均有机型采用这种装置，玉柴将其比亚迪F0比亚迪F0广汽丰田雅力士广汽丰田雅力士北京现代瑞纳北京现代瑞纳斯柯达晶锐斯柯达晶锐锡柴节能环保柴油机大量采用了高压共轨技术锡柴节能环保柴油机大量采用了高压共轨技术日本电装柴油发动机共轨系统日本电装柴油发动机共轨系统采用高压共轨技术的玉柴柴油机采用高压共轨技术的玉柴柴油机、YC4E柴油机上。东风康明斯公司的国Ⅲ柴油机，早期主要也是采用电控高压共轨技术，在中国重汽推出EGR国Ⅲ机型后，东风康明斯也采用了该技术，EGR国Ⅲ机型的销量迅速提升。目前，东风康明斯的国Ⅲ技术既有电控高压共轨，也有电控单体泵和EGR。天津雷沃的前身系珀金斯天津动力公司，现为北汽福田控股，车用发动机主要配装北汽福田高档中型商用车。天津雷沃公司国Ⅲ标准柴油机主要采用电控高压共轨和电控单体泵技术。一汽解放锡柴国Ⅲ、国Ⅳ柴油机采用的是电控高压共轨、电控单体泵、电控VE泵＋EGR三种技术路线。由于在国Ⅲ这个平台上，博世一开始没有推出成本比较低的经济适用型高压共轨技术，高压共轨柴油机当时在市场上没有竞争力，所以锡柴在轻型柴油机上一开始主要采用单体泵技术路线。后来博世推出低成本的高压共轨系统，成本和单体泵差不多，锡柴才开始大量采用高压共轨技术。锡柴近年推出的排量超过10L的CA6DN、CA6DM柴油机，目前全部采用电控高压共轨技术。潍柴自2002年开始与AVL联合研发采用电控高压共轨技术的柴油发动机，2006年开始小批量推向市场，2008年大批量生产。在潍柴蓝擎大排量柴油机推向市场后，潍柴又开发出多种衍生产品与装置，如WP多功能省油开关、除水放心滤、省油恒温扇、省油断缸技术等。潍柴近几年又推出了6L和4L系列柴油机，目前潍柴柴油机主要采用的是博世电控高压共轨技术。中国重汽电控高压共轨柴油机采用的是日本电装的高压共轨系统。有关调查显示，目前国内柴油机企业的柴油机基本都以电控高压共轨技术为主。有关检测数据表明，一辆装备了欧Ⅲ标准发动机的重型车和一辆装备了欧Ⅱ标准发动机的重型车相比，可以降低50%的氮氧化物排放量，减少40%的整体污染，同时可以减少燃料消耗5%～10%。它的排气制动系统，可使整车刹车制动力大幅度提高，很好地解决了重型汽车下坡时刹车失灵事故的发生。趋势四：涡轮增压技术前景广阔近年来，随着国际乘用车市场上越来越多的使用直喷式柴油发动机，其对于涡轮增压器的需求也大幅度上升。世界范围内（特别是欧洲汽车市场）对于直喷式柴油机的巨大需求又大大推动了涡轮增压器技术进步的进程。特别是欧洲及北美加大了对于多用途车及轻型载货车的排放限制，使得各国的涡轮增压器制造商不惜成本地追求更加先进的涡轮增压技术。近几年，由于中国汽车市场需求的迅速增长，结合科技进步的成果，将促使汽车行业产生新的发展。在能源危机和环境保护压力下，当代汽车发动机电子技术、涡轮增压技术水平不断提升，促进了涡轮增压器行业的迅速发展。同时，随着涡轮增压器效率的提高和匹配技术的发展，涡轮增压器技术在汽车行业得到了广泛的应用。目前，我国增压器的需求以每年30%的速度递增。曾经，以一汽奥迪为代表车型，在国内市场上，涡轮增压技术更多地应用在1.8L及以上大排量车型上。如今，1.6L及以下小排量涡轮增压车型越来越多。例如，一汽－大众将1.4TSI涡轮增压发动机全面搭载到新宝来、第六代高尔夫、上海大众朗逸、POLO和明锐等系列车型上。还有上海通用的1.6T、进口车菲亚特博悦1.4T、大众尚酷1.4T、标致207CC1.6T、上汽集团的1.3T与1.5T、