“依靠成熟技術(shù)，傳統(tǒng)動(dòng)力總成還有30%左右的油耗下降空間，若結(jié)合輕量化技術(shù)的推廣應(yīng)用，油耗還有進(jìn)一步下降的空間。作為幫助達(dá)到各汽車市場(chǎng)油耗目標(biāo)的必須技術(shù)措施，若零部件企業(yè)能順勢(shì)而為，也是企業(yè)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變的良好機(jī)遇。”在12月9日的汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇的節(jié)能分論壇上，奕森科技總裁、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家辛軍如是說(shuō)。
近年來(lái)，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家都在通過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)不斷加大乘用車燃料消耗量要求，隨著我國(guó)汽車節(jié)能降耗法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，未來(lái)我國(guó)在推行新能源車的同時(shí)，還需大幅提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性并進(jìn)一步降低CO2排放，汽車節(jié)能減排技術(shù)因此成為各車企當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)。
東風(fēng)汽車：搭建共生的節(jié)能架構(gòu) 實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、智慧的交通大體系
高效發(fā)動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能的核心技術(shù)，在東風(fēng)技術(shù)中心副院長(zhǎng)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家周劍光看來(lái)，動(dòng)力總成的技術(shù)升級(jí)是永久的主題，他在汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇節(jié)能分論壇上表示，傳統(tǒng)的動(dòng)力總成升級(jí)是今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)必須做的課題，也是非常有效的方式。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)并非到2025年或者2030年就消失，傳統(tǒng)的動(dòng)力總成在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還會(huì)存在，而且對(duì)動(dòng)力總成的升級(jí)東風(fēng)將會(huì)孜孜不倦的追求。“未來(lái)汽車將從單純的交通工具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芙K端服務(wù)載體，人車路共生的交通模式逐漸形成，通過(guò)搭建共生的節(jié)能架構(gòu)，可使汽車從單一的運(yùn)動(dòng)個(gè)體轉(zhuǎn)變成為具有一體化運(yùn)動(dòng)群體，最終將實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、智慧的交通大體系。”
東風(fēng)技術(shù)中心副院長(zhǎng)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家 周劍光
周劍光認(rèn)為，如果要用幾個(gè)關(guān)健詞來(lái)概括發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力總成升級(jí)的關(guān)鍵詞就是兩個(gè)字：可變。采用可變技術(shù)，動(dòng)力總成效率提高就會(huì)非?？臁|風(fēng)公司在動(dòng)力總成研發(fā)上持續(xù)發(fā)力，目前已形成了從1.0升到2.0升ABC三個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)，搭載DF1、DF2的平臺(tái)上，目前已經(jīng)量產(chǎn)。當(dāng)前東風(fēng)正致力于一款可變壓縮比技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，將于2018年下旬推廣到中國(guó)市場(chǎng)，此前在2017年5月份已實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)點(diǎn)火，下一步將進(jìn)行性能的開(kāi)發(fā)。初步的測(cè)試結(jié)果顯示，該發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率達(dá)到40%，最佳油耗點(diǎn)的區(qū)域非常大，將來(lái)該發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)RDE實(shí)際的道路工況能達(dá)到非常好的油耗。
除了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，東風(fēng)公司同時(shí)也做混合動(dòng)力和新能源，目前已具備了混合動(dòng)力和純電動(dòng)整車與核心零部件等技術(shù)儲(chǔ)備。在新能源動(dòng)力總成研發(fā)上，東風(fēng)公司從2016年開(kāi)始研發(fā)燃料電池，計(jì)劃2018年底到2019年研制出第一臺(tái)30千瓦40千瓦半功率的燃料電池的樣車。
在智能減排方面，東風(fēng)公司通過(guò)發(fā)展車輛智能化提升節(jié)能效果，在安裝智能駕駛輔助的整車上，通過(guò)調(diào)節(jié)ADAS的算法，在不增加硬件成本的情況下降油耗。具體做法是收集如道路的坡度、交通狀況等車輛的行駛狀況和道路狀況，采用具有預(yù)測(cè)功能的控制策略提高經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際道路RDE狀況下測(cè)試結(jié)果顯示，在比較通暢道路上可節(jié)油4%-5%，擁堵道路上實(shí)現(xiàn)節(jié)油8%-10%，綜合道路節(jié)油7%-8%，而采用混合動(dòng)力去實(shí)現(xiàn)1%的節(jié)能成本要遠(yuǎn)高于此。
上汽乘用車：以主流小排量增壓為基礎(chǔ)，持續(xù)技術(shù)升級(jí)及電氣化
上汽乘用車技術(shù)中心總監(jiān)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家 徐政
基于2020年面臨的挑戰(zhàn)，上汽乘用車推出藍(lán)芯動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)技術(shù)升級(jí)進(jìn)一步降低油耗。在汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇節(jié)能分論壇現(xiàn)場(chǎng)上汽乘用車技術(shù)中心總監(jiān)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家徐政表示，下一階段將針對(duì)中國(guó)四五階段油耗法規(guī)的要求，以及國(guó)六還有歐6D，WLT、RDE測(cè)試工況電氣化和混動(dòng)需求，2020年以后會(huì)將更新的技術(shù)快速應(yīng)用到產(chǎn)品，最主要的就是可變壓縮比?！爱?dāng)前的變革時(shí)期，對(duì)動(dòng)力的系統(tǒng)發(fā)展肯定有深遠(yuǎn)的影響，多元化動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)共存，從目前發(fā)動(dòng)機(jī)的角度來(lái)講，我們將以主流的小排量增壓技術(shù)為基礎(chǔ)，持續(xù)做技術(shù)升級(jí)及電氣化，不斷提升效率滿足消費(fèi)者的需求?！?/p>
動(dòng)力系統(tǒng)是核心的技術(shù)，需要有完整的研發(fā)體系支撐，這也是自主品牌在早期發(fā)展階段通常會(huì)遇到的較大瓶頸。上汽乘用車通過(guò)多年不斷的努力，建立起比較完整的研發(fā)體系。徐政坦言，“我們的核心競(jìng)爭(zhēng)體系和世界主流OEM非常類似，包括從項(xiàng)目管理到本體的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)到仿真的支持、試驗(yàn)開(kāi)發(fā)、電控、標(biāo)的軟件工程以及動(dòng)力系統(tǒng)和整車集成的功能。我們和制造、質(zhì)量保障也有非常密切的關(guān)系，具有軟硬件的基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)范的手冊(cè)等一系列支撐?！?/p>
榮威i6藍(lán)芯SGE 20T發(fā)動(dòng)機(jī)作為今年“中國(guó)心”年度十佳獲獎(jiǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)之一，在動(dòng)力性方面，具有最大功率169馬力，最大扭矩250牛米，全面超越主流合資品牌2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)。技術(shù)先進(jìn)性方面，榮威i6藍(lán)芯SGE 20T發(fā)動(dòng)機(jī)采用了GDI（噴油嘴中置直噴）、HPI（6孔高壓噴射）、TURBO（廢氣渦輪增壓）等一系列先進(jìn)技術(shù)，帶來(lái)更高效的動(dòng)力表現(xiàn)。在6.3km的直線性能路上，榮威i6在加速性能、響應(yīng)速度等方面，遙遙領(lǐng)先其他車型，具有出色的動(dòng)力性能。
在節(jié)能減排方面，榮威i6藍(lán)芯SGE 20T發(fā)動(dòng)機(jī)采用中置直噴技術(shù)，相比同級(jí)眾多合資車型的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用的側(cè)置直噴技術(shù)，能更精準(zhǔn)地控制噴油與進(jìn)氣混合，油氣混合更加均勻、充分，實(shí)現(xiàn)更高效的燃燒、更低的油耗及排放，燃油經(jīng)濟(jì)性領(lǐng)先20%，輕輕松松地幫消費(fèi)者“省錢”。榮威i6還以2.99L的百公里極限油耗，獲得吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證，展現(xiàn)了超強(qiáng)的節(jié)油能力。
AVL：乘用車未來(lái)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展方向
AVL 乘用車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 Hubert FRIEDL
從當(dāng)前汽車保有量來(lái)看，到2025年將有1億的內(nèi)燃機(jī)車輛，其中50%含有一定程度的電氣化或混動(dòng)，這對(duì)當(dāng)前各項(xiàng)節(jié)能減排和動(dòng)力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有積極的促進(jìn)作用。針對(duì)這一現(xiàn)狀，談到目前整車和動(dòng)力總成未來(lái)的趨勢(shì)，AVL 乘用車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Hubert FRIEDL在汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇節(jié)能分論壇上表示，降低CO2的排放已作為重要工作被所有整車廠商提上日程，由于邊界條件的加重（如WLTP）而導(dǎo)致CO2限制更嚴(yán)格，對(duì)于車型來(lái)說(shuō)選擇適合它的電氣化，也不能忘記新型的內(nèi)燃機(jī)和變速箱，這方面有很多可以改進(jìn)的空間?！敖档团欧攀钱?dāng)前在歐洲很流行的一種說(shuō)法，‘柴油門’事件出現(xiàn)以后大家都比較關(guān)注真實(shí)道路測(cè)試的RDE，希望對(duì)環(huán)境做到零影響，在任何工況下避免內(nèi)燃機(jī)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何影響和污染物，這是未來(lái)的一個(gè)最終目標(biāo)?！?/p>
天然氣、電能以及燃料電池都是值得關(guān)注的新領(lǐng)域。中國(guó)出臺(tái)了新能源汽車的法律法規(guī)政策，中國(guó)國(guó)6B法規(guī)比預(yù)想來(lái)的更早一些而且很嚴(yán)苛，考慮到未來(lái)有一些可能面臨的挑戰(zhàn)，油耗目標(biāo)可能還將進(jìn)一步變嚴(yán)，顆粒物測(cè)量范圍變小，RDE是動(dòng)力總成發(fā)展技術(shù)的重要驅(qū)動(dòng)力，對(duì)汽油機(jī)的發(fā)展有非常強(qiáng)的促進(jìn)作用，到明年可能所有汽油機(jī)都要加上顆粒物指標(biāo)。
美國(guó)早已增加不同工況的實(shí)際測(cè)試，在郊區(qū)道路、城市道路等真實(shí)環(huán)境中，工況變得更加復(fù)雜，道路工況、駕駛風(fēng)格、環(huán)境因素、溫度、濕度和海拔等都被考慮在內(nèi)，這些都列入了RDE的測(cè)試環(huán)境條件。要體現(xiàn)出在不同的駕駛環(huán)境和駕駛風(fēng)格下達(dá)到的排放情況，并且都要滿足標(biāo)準(zhǔn)，這是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。RDE不僅僅是歐洲的正在討論的一個(gè)話題，還將會(huì)引入到中國(guó)及世界其它各國(guó)。
內(nèi)燃機(jī)方面將有很多具有渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，以更好的滿足RDE和其他法律法規(guī)的要求，每年都會(huì)做技術(shù)升級(jí)改進(jìn)，包括排量減排。將其與其它種類的車結(jié)合起來(lái)降低排量，當(dāng)然還包括動(dòng)力系統(tǒng)組成，也會(huì)變得越來(lái)越重要。中混系統(tǒng)的動(dòng)力將會(huì)增加，功率將從15千瓦增長(zhǎng)到20千瓦到30千瓦，主要是48伏，在成本和功率之間達(dá)到平衡。對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的方向Hubert FRIEDL認(rèn)為，“當(dāng)前主要是對(duì)于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)化，有很多優(yōu)化的方向，比如說(shuō)可變閥和增壓的優(yōu)化，可變壓縮比率也是非常有前途的技術(shù)，并不是說(shuō)把所有的技術(shù)都一口氣做下來(lái)，而是一步一步的，把我們節(jié)能的未來(lái)真正的化為現(xiàn)實(shí)?！?/p>
江蘇上淮動(dòng)力：以高性能天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為清潔低碳汽車動(dòng)力
江蘇上淮動(dòng)力有限公司董事長(zhǎng)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家 韓志玉
天然氣能源是優(yōu)質(zhì)高效綠色清潔的低碳能源，是我國(guó)穩(wěn)步推進(jìn)能源消費(fèi)革命、構(gòu)建清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的必由之路，也是有效治理大氣污染、積極應(yīng)對(duì)氣侯變化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)選擇，國(guó)家發(fā)改委等13部委已下發(fā)《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》。對(duì)此，江蘇上淮動(dòng)力有限公司董事長(zhǎng)、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專家韓志玉有自己的見(jiàn)解，他在汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇節(jié)能分論壇上指出，“天然氣的主要成分是甲烷，分子式為CH4，相同發(fā)熱量下燃用天然氣比燃用汽油產(chǎn)生的二氧化碳減少20.6%，目前還沒(méi)有哪個(gè)技術(shù)一下子能夠把二氧化碳在比較低成本的情況下降低20.6%。”
天然氣作為車用燃料的基本特點(diǎn)包括：清潔燃燒，有害排放低，可實(shí)現(xiàn)無(wú)顆粒排放；二氧化碳排放低；利用燃燒特點(diǎn)可以設(shè)計(jì)更好的發(fā)動(dòng)機(jī)；辛烷值高，可以采用較高的壓縮比。對(duì)于天然氣發(fā)動(dòng)動(dòng)力性下降的問(wèn)題，韓志玉指出，“這是很多人的誤解，其實(shí)這并不是天然氣本身的缺點(diǎn)，它要占據(jù)空氣的一部分進(jìn)入艙里，不是燃料燃燒造成的，就像我們進(jìn)門，我們?nèi)齻€(gè)人出去帶一點(diǎn)油放車上，要加一部分的空間給另外一個(gè)人出去，充氣效率低，導(dǎo)致動(dòng)力下降，其溫度、排氣溫度和熱負(fù)荷要重新考慮，我們的實(shí)踐就是開(kāi)發(fā)高性能天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。”
高性能天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)包括：廢氣渦輪增壓、天然氣MPI+汽油MPI、當(dāng)量燃燒、三元催化后處理、單一ECU控制兩種燃料噴射、天然氣噴射壓力8bar、壓縮比12以及15L汽油箱等。“為什么是MPI？按照法規(guī)及歐洲的實(shí)踐，我們氣站沒(méi)有加油站多，允許你裝一個(gè)加油箱，做法規(guī)認(rèn)證只考核你天然氣，假設(shè)按照雙燃料，超過(guò)一箱油箱，要經(jīng)過(guò)天然氣考核，在我們國(guó)家執(zhí)法越來(lái)越嚴(yán)，是不允許的，法規(guī)上會(huì)視為為單一原料?！?/p>
由于充氣效率低，因此動(dòng)力受影響下降，對(duì)此上淮動(dòng)力做了一系列的優(yōu)化，采用非對(duì)稱配氣系統(tǒng)（AVT技術(shù)）專利設(shè)計(jì)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)中低速輸出扭矩。此外，上淮動(dòng)力通過(guò)做多循環(huán)、多缸、全復(fù)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試天然氣的嘴放置對(duì)混合氣體影響，發(fā)現(xiàn)噴射器安裝角度對(duì)混合氣均勻性影響相比噴射時(shí)刻要小，而且是多循環(huán)。韓志玉坦言，“天然氣是現(xiàn)實(shí)的汽車低碳技術(shù)，在廣袤的大地上我們不應(yīng)該采用單一的能源技術(shù)，而應(yīng)該采用“油、氣、電”多元的汽車能源政策，我認(rèn)為在近10年、20年采用“油、氣、電”的可能性最大?！?/p>
江淮發(fā)動(dòng)機(jī)：直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)解析
江淮發(fā)動(dòng)機(jī)性能開(kāi)發(fā)總監(jiān) 陳瑋
江淮汽車純電動(dòng)轎車和SUV已經(jīng)發(fā)展到第七代，混合動(dòng)力的MPV也在今年廣州車展正式發(fā)布，目前已經(jīng)試售，百公里油耗為7升多，動(dòng)力系統(tǒng)采用GDI發(fā)動(dòng)機(jī)，性能表現(xiàn)出色。江淮發(fā)動(dòng)機(jī)性能開(kāi)發(fā)總監(jiān)陳瑋在汽車與環(huán)境創(chuàng)新論壇節(jié)能分論壇上講解了該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程。
直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)方案包括噴霧特性測(cè)試、噴霧模型標(biāo)定、缸內(nèi)油氣混合CFD計(jì)算、缸內(nèi)燃燒以及排放CFD計(jì)算、光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、缸內(nèi)流場(chǎng)驗(yàn)證和臺(tái)架實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等，這些是直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難點(diǎn)。陳瑋表示，“油氣混合不好做，還有電控的問(wèn)題，我們認(rèn)為從源頭硬件的本身來(lái)講，油氣如果想混合，最主要就是噴油汽道，必須要有非常強(qiáng)的CAE分析功能，如果想分析好，經(jīng)驗(yàn)和模型都要有，還要有措施，比如噴霧、流場(chǎng)測(cè)試等。”
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，江淮摸索出成熟的開(kāi)發(fā)流程?！拔覀兛偨Y(jié)出幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)必須要有源頭，首先要有燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，比如汽道滾流比是多少。再將此方案提供給CAE分析部門，分析清楚前還必須經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試，比如噴霧和發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試。”陳瑋介紹說(shuō)，“我們當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā)這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，自己設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)。光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始設(shè)計(jì)制造，CAE開(kāi)始正常分析，然后做一個(gè)設(shè)計(jì)，后面是整機(jī)開(kāi)發(fā)，很多企業(yè)都做到這一步后，后面就很清楚，硬件選型就結(jié)束了，后面就是正常標(biāo)的?！?/p>
陳瑋表示，噴油器噴霧參數(shù)的測(cè)試可以很好的支持噴霧CFD模型的建立和校準(zhǔn)，光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)和油氣混合的測(cè)試可以很好的標(biāo)準(zhǔn)缸內(nèi)氣體CFD模型，使CAE計(jì)算精度大幅度提升；光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試可以直觀的發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)氣體流場(chǎng)、油氣混合以及燃燒的具體情況，可以給CAE模型精確的校準(zhǔn)，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)所有的工況，進(jìn)而較快的發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)問(wèn)題；CFD分析與噴霧和光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試同時(shí)進(jìn)行，避免了因?yàn)槁y(cè)導(dǎo)致的模型校準(zhǔn)數(shù)據(jù)不全，可進(jìn)一步提高CFD模型校準(zhǔn)的效率和準(zhǔn)確度。
