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【汽車與環境】天津大學內燃機燃燒國傢重點實驗室副主任姚春德：從中國心到十佳發動機評選看中國市場發動機發展趨勢
www.shangol.cn 發佈時間：2017/12/10 00:02:05
除油煙機
天津大學機械工程學院教靜電機保養授、天津大學內燃機燃燒國傢重點實驗室副主任 姚春德
首先非常感謝第五屆汽車與環境創新論壇的邀請，很榮幸參加這個會議，我的報告跟前面的報告都不一樣，因為那些報告都是在預測，2025年發動機應該怎麼樣？我們來看看今天的發動機達到瞭什麼樣的水平，主要分為這樣幾個方面：
內燃機是主力，這個是毫無疑問的，雖然是電動車，但是發展的速度非常快，可以說是100%的增加，但是從量上還是比較少的，去年中國的電動車50.7萬輛，去年汽車產銷2800萬輛，2016年電動車僅占汽車產銷量的1.78%，政府很多資金可以支持。
燃油發動機支撐著我們汽車的市場，內燃機的電氣化得到全面的普及，昨天很多專傢的報告都說的很清楚。前不久在天津濱海泰達論壇上面有一個領導人說瞭，“我們中國政府正在研究和制訂停止生產停止銷售傳統內燃機的進程。”這個話說的不是很準確，在2000年的時候我們就停止瞭汽油式內燃機的生產，現在都是電噴的，包括昨天和今天上午專傢都說瞭，傳統的內燃機早就在淘汰，內燃機是一個很有活力的東西，正在不斷的用新技術更新完善自己。動力總成的復合化和能源的多樣化正在成為趨勢。
2002年我們國傢的汽車產業在井噴式的發展，2006年以後每4年組織一次活動，本人也是裡面的專傢之一，這些專傢都是來自高校和研究院所，沒有企業，這樣就沒有偏見的看待發動機的發展情況，工信部發佈的燃油消耗標準和目標。
怎麼來評這個發動機呢？我們采用當今流行的技術，包括缸內直噴、增壓、高壓縮比等，可變的東西多瞭，可變正時和可變壓縮比，今天上午也有專傢介紹，上汽也在做這方面的工作，東風也在做可變壓縮比，包括米勒等等，包括自動啟停，發動機輕量化、鋁合金缸體，潤滑合理性、可變水泵等。
這次一共有19輛車，基本上是涵蓋瞭國內前10名以上的生產企業，我們把這些技術做瞭一個歸納，第一位是可變正時，國內的車100%都采用可變正時，它是液壓驅動的，控制有一個三維自動閥，用電來驅動的，什麼時候開？什麼時候關？什麼時候來運行？這個完全是電控的，內燃機就是機電一體化的。
增壓、自動啟停、缸內直噴等等，我們在應用的比例上做瞭一個統計，大傢可以看到100%用的是可變正時，增壓94.7%，我們知道辛總作為一個節省的企業，這個企業就是做增壓器的，增壓器的運用也是非常多靜電油煙處理機的。
關於這些發動機的核心技術，我們大概是這麼認識的。一個就是可變，大傢都知道可變正時這一塊，主要就是左上角的，進氣門雙側可變，大大擴展瞭正時的變化范圍，使發動機性能得到進一步優化。
增壓，今天上午我們也有專傢專門講瞭增壓，增壓現在我們要註意到，除瞭一個廢棄渦輪增壓，復合增壓也在用，一種是機械，奧迪有一個螺旋壓縮機，還有一個就是用電動增壓，剛剛才興起來的，這是復合增壓，用這種辦法來克服增壓在加速過程當中，特別是急加速過程當中的現象。
汽油直噴，有將近80%的比例，絕大部分都是增壓的，也有個別不增壓的，增壓、缸內直噴這個大傢都很清楚，我們把燃油在氣缸裡面氣化、吸熱，用比較高的壓縮比來獲得我們高的熱效率，我們國傢的解放牌的，那個時候壓縮比7.2，之前側門制的6.2，現在都是9.5以上，缸內直噴給我們帶來很大的好處。
缸內直噴中置噴油器，上汽就是這種，缸蓋有4個氣門，還要有一個火花塞，上汽還有好幾傢都做到瞭，為什麼有中置？主要是減少顆粒物的排放，嗎到國6A國6B，中置噴有機比較好的，能夠把這些問題解決掉。
節能裡面有一塊現在在車上應用很廣泛的，也有將近80%的比例，就是自動啟停，6年前工信部在討論，要不要用？很多企業反對用自動啟停的，因為裝瞭這套裝置會增加很多的麻煩，現在因為油耗的壓力還是要用，國內的企業不管是在這兒生產的是合資的、外資的，大傢都一致認為要用自動啟停，自動啟停確實給我們帶來很大的好處。十佳發動機在現場評價的環節，各種各樣的車過來以後，每個人都開一個，每輛車要開，自己的體驗，自主品牌自動啟停做的非常不錯，反而一些外資品牌自動啟停不如中國做的好。
自動啟停這個技術不是簡單的把發動機停掉瞭，它需要做很多的事，一個就是你停的位置要很講究，正好是在膨脹的下行的位置，發動機要停在這兒，要識別這個，當你一松掉剎車，一踩油門，馬上給油，一點火，啟動鍵撥一下馬上就可以走，響應非常快。我們的車在高速行駛過程當中，發動機的機溫很高，如果讓它停下來，熱管理，也要動很多的腦筋，熱啟停看起來很簡單的技術，其實很考慮人的智慧，國內國外的企業都可以裝車瞭，這個問題已經解決瞭。
燃燒方面的改進，高滾流比，缸內直噴的汽油機要用高滾流來實現混合器在點火前的均勻化，提高它的燃燒速率。
阿特金森/米勒循環，上午大傢都聽到這個報告，米勒循環和阿特金森循環是異曲同工的方式，都是減少壓縮比增加膨脹比，在技術的實現上面是相反的，米勒循環是提前關閉，阿特金森是晚關，這兩個相差100年的時間，阿特金森發明的特別早，1878年就發明，沒有人用它，因為當時的實現非常復雜，今天日系車用阿特金森非常多。米勒循環在強化的發動機，在增壓發動機上面米勒用的比較多。
可變的機油泵，已經是落地瞭，不再是懸在空中的，有些專傢說2020年可以用，其實現在都能夠用瞭，不但用可變節油泵，水泵和節油器都可以，傳統的一般的發動機過去溫度開啟都是固定的，現在不需要，開多大完全可以用這個東西來控制的，可變在這個機油泵，還有熱管理方面，已經起到非常好的節能效果。
我們也註意到瞭在這一次參評的發動機裡面，有兩個發動機平臺，4款車都用瞭雙噴射，我們知道雙噴射跟缸內直噴也好不一樣，把兩個噴射系統集中到一個發動機上面，根據復合的改變適時的變化噴射的模式，目標也是為瞭節能和減少排放。這是豐田公司的D—4ST發動機的雙噴油，奧迪也有一些應用。
可變氣門升程VVL技術15.8%，難度不是VVP能夠比的，一個是有代表性的，就是奧迪的，它是可調級的，它有兩個渡輪，渡輪軸可以沿著軸向進行滑動，適時的改變兩個渡輪的變化，它也結合瞭VVT，就是用這樣的一個滑道來實現，我們可以看到這上面有一個控制器，它可以導引滑道，這個做法蠻先進的，它也是分級的。
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