三缸機+48V
市場中出現越來越多的“三缸機+48V”,是廠家麵向(xiàng)未來的現實選擇。三缸機或許不是最優,48V也不是完美方案,但是二者相結合卻成(chéng)了(le)市場最受歡迎的那一個。
“三(sān)缸(gāng)機+48V”的潮流化,是在華(huá)汽車企業(yè)做出的現(xiàn)實選擇。
近日,汽(qì)車預言家獲悉通用即將用A123電池在華全麵推行“三缸機(jī)+48V”動力組合;吉利旗下“三缸機+48V”弱混車型博瑞GE已經上市銷售;根(gēn)據稍早(zǎo)前的消息,領克首款搭載“三缸機+48V”的(de)車型——領克02混動(dòng)版也即將上市銷售……
通過檢索相關資料,不難發現,近年來(lái)中國汽車市場中出現了大量(liàng)以三缸機+48V的弱混(hún)動力(lì)車型,包(bāo)括寶馬、通用(yòng)、福特、吉利等汽車(chē)製造商。毫不誇張的(de)說,三缸機+48V的弱混車型(xíng)在某種程度上已經成為當下行業(yè)的一個發展趨勢。
然而輿論對於現(xiàn)在出現的趨勢並(bìng)沒有做(zuò)到清晰的認識,甚至淺顯的認為這隻是(shì)不同新能(néng)源技(jì)術路線的實(shí)驗產品,這(zhè)些認識不夠(gòu)理性(xìng)也不夠(gòu)客觀。汽車預(yù)言家通過采訪多名汽車動力研究權威人士,深刻解讀究竟什麽原因使眾多車(chē)企共同做出“三缸機+48V”的選擇?“三缸機+48V”的優勢(shì)究竟在哪裏?
嚴苛排放促使廠商做出選擇
相關資料顯示,目前國(guó)內大力推(tuī)行三缸機+48V的廠商有(yǒu)吉利、通用、寶馬等企(qǐ)業。2017年,上述企業共完成銷售(shòu)汽車接近600萬台,按照(zhào)2017年汽車市場銷售整車約2400萬台(tái)粗略(luè)估算,未來5年內搭載三缸機+48V的車型將可能占(zhàn)據市(shì)場25%的份額。
這是一個從未出現過的市場份額預期,既體現了中國(guó)汽車市場的體(tǐ)量也說明了政策對於中國汽車製造的影響(xiǎng)力。
根據中國的相關政策法規(guī),從2018年4月1日起(qǐ),《乘用車企業平均燃(rán)料(liào)消耗(hào)量與新能源汽(qì)車積分並行管理辦法》(以下簡稱“雙積分”政策)正式(shì)施行(háng),但早在(zài)2016年9月,工業和信息化部就已(yǐ)發布雙(shuāng)積分征求意見稿。該政策提出:未來國家將針對在中國境內銷售乘用車的企業(yè)(含進口乘用車企業)的(de)企業平均燃料(liào)消(xiāo)耗量(CAFC)及(jí)新能(néng)源(yuán)乘用車生產(NEV積分)情(qíng)況分別考核。
在雙積(jī)分的政策要(yào)求下,中國市場中的汽車製造商就(jiù)必須生產新能(néng)源汽車或改進內燃機汽(qì)車,三缸機自然成為了廠商的一種選擇。雙積(jī)分最根本的目的是在於節能減排,鼓勵新能源汽車發展。
一方麵,雙積分政策已經實施,節能減排勢在必行;另一(yī)方麵,新能源汽車的市場深入還需假以時日。所以,圍(wéi)繞內燃機的節能、高效、清潔(jié)進行升(shēng)級改進(jìn)成為目前的(de)最佳(jiā)選擇。
另外,按照工信部發布的油耗標準要求,在2018年至(zhì)2020年中,傳統汽車的百公裏油耗的達(dá)標值(zhí)分別為6L、5.5L、5L,油耗低於達標值(zhí)便可產生正積分,此標準意在一定程度上鼓(gǔ)勵了傳(chuán)統燃油汽車的節能。
不隻是中國,目前美國、歐洲等國家和地區都對汽車燃油消耗做出規劃:美國CAFE標(biāo)準,到2025年燃油經濟性54.5英裏/加侖,折合百公裏油耗4.3升;歐洲規定,2021年實際(jì)上對應(yīng)的油耗基本在百公裏4升左右(yòu)。
麵對如此嚴苛的標準(zhǔn),僅僅依(yī)靠(kào)優化常規燃油發動(dòng)機很(hěn)難實現,此前發生過的多起為(wéi)應對政策而產(chǎn)生的(de)油耗或排放造假事件就是佐證。與此同時(shí),純電動、混(hún)合動力、插電(diàn)混動都是廠商積極考慮的解決方案。
而其中的混合動力,一家獨大的豐田已經形成技術壁壘(混動係統THS),其他(tā)車(chē)企(qǐ)如果采用相同解決方案則需要支付高額專利費用,而48V輕度(dù)混合係統則會繞開專利封(fēng)鎖。
優缺互補 48V成為三缸機最佳拍檔(dàng)
從節能(néng)減排的角(jiǎo)度上看,目前三缸機是最(zuì)值得參(cān)考的技術之一。相比而言,采用三缸發動機汽車的油耗較低,氣缸數目(mù)減少(shǎo),排量相應變小,從而降低油耗。這也是各大車企紛紛推出三(sān)缸渦輪增壓發動機的主要目的。
實際(jì)上,三缸機並不是一個新鮮事物,早在本世紀初的夏利等車型(xíng)上就曾經搭載過三缸發動機,但其劇烈的抖動性能至今讓不少消費者為之發怵(chù)。經曆過十餘年的發展(zhǎn),現在的三缸機技(jì)術已經變的更(gèng)加成熟。各(gè)家車企紛紛通(tōng)過增(zēng)加平衡軸等方式,已(yǐ)經大幅度解決了抖動的(de)問題。
更為重要的是,當下車企在新(xīn)發動機開發時都提出了“單缸最優”的概念,為大幅度減(jiǎn)少(shǎo)發動機研發(fā)費用,隻需在四(sì)缸發動機的基礎上減(jiǎn)少一個氣缸,這樣即可減少工作,直接衍生出三缸發動機。
“單缸最優”意在優化單缸的容(róng)積、缸徑、活塞行程來調整麵(miàn)容(róng)比(燃燒室的麵積和容積之比),配合先進的噴油、進排氣等控製技(jì)術,來實現單缸燃燒最優和(hé)單(dān)缸結構最優的概念,不斷提升(shēng)發(fā)動機的熱效率(lǜ)、排放、峰值扭矩和功率。
據(jù)相關專家介紹,應用了三缸機的車型(xíng)機艙(cāng)空間會得到最大優化,基於三缸機的這些優點(diǎn),其更利於配合48V輕混係統。
值得注意的是,原先難以克服的三缸機抖動因為48V的搭配得以顯著解決。目前,三缸機在起步和低速時抖動的缺點可以通(tōng)過48V弱混(hún)係(xì)統中起步助力的介入而(ér)得到抑製,提升低速時整車的平(píng)順性。三缸發動機(jī)相對更加優異的油耗排放表現,也能彌補一部分48V輕混在節油效率上的劣勢。
早在7年前,奧迪(dí)、寶馬、保時捷、大眾、戴(dài)姆(mǔ)勒就聯合推出48V係(xì)統,並在隨後發布了48V係統規範(fàn)LV148。2016年,美國汽(qì)車工程師協會製定了48伏電氣(qì)係統(tǒng)的行業標準,將48V作為汽車行業的標準之一推行到(dào)汽車製造當中。
48V帶(dài)來(lái)的改變很多,相關人士舉例表示,比如配備了(le)發動機啟停的車,等(děng)紅燈(dēng)熄火後,空(kōng)調運轉單靠12V係統供電就有些難以承受(shòu),48V的更高電壓就很容易解決這個問題。
在48V係統的支持下,汽油機(jī)和電氣的混合(hé)才能更加深入,電子渦輪、水泵、真空泵等可能(néng)都轉化為電子驅動,進一(yī)步降低油耗,也使更加促使廠商基於48V環境下的(de)MHEV車型研發速(sù)度。
“48V的應用,可能使三缸機第一次擁有電子(zǐ)渦輪,這將是革命(mìng)性的進步(bù),”有相關專家表示,傳統的渦輪受限(xiàn)於結構(gòu),都會出(chū)現遲滯現象,三缸機不能避(bì)免。但在48V的環境下,足以支(zhī)持電子渦輪所需(xū)的電力需求,能夠使動力輸出(chū)更加平(píng)順(shùn)。
此次通用汽車用於48伏係統的電(diàn)池測試未通過,也正是因為其沒有(yǒu)完全達到歐美較高的充放電倍率標準。在這樣的組合形式下,三(sān)缸發動機和48V的搭配能夠發揮出更大的節能減排優勢,逐步成(chéng)為汽車製造商的最(zuì)優(yōu)選擇。
三(sān)缸機+48V並不便宜
此前有聲音認為,48V弱混係統是(shì)部分廠(chǎng)家不能攻克PHEV技術瓶頸而選擇的曲線救國技術路線。汽車預言家采訪相關人士時,對方明確表示“三缸(gāng)機+48V”的技術成本並不低,尤其在三缸機最優能效的研究(jiū)上,廠商花(huā)費的精力並不少於其它解決方案。
根據目前的研究(jiū),汽車預言家發(fā)現對於(yú)一(yī)款發動機(jī),過分減少排量並非是最好的節油措施。相關專家(jiā)對此解釋,內燃機燃燒在行業中(zhōng)有(yǒu)一(yī)個(gè)不成文的標準,即單缸的黃金排量是0.5L,三缸機的排量則為1.5L。這一排量應當是普通乘用車搭載三缸機後(hòu)的最佳排量。
數據顯示,目前國內在售三缸汽車品牌已超過20個,未來5年,國(guó)內銷售三缸車的汽車品牌預計超過60個(gè)。而此類產品將率先在今後兩年中大規(guī)模進入市(shì)場,明攆搭載三缸機的車型或將超過80款。
對於目前中國市場1.0-1.5L的主流排(pái)量,基於單缸(gāng)效率(lǜ)最優策略(luè),選擇三缸機是一個最佳的選(xuǎn)擇。三缸機比四缸(gāng)機還有很多的優勢,如體積小、重量輕、結構緊湊,沒有四缸機固有(yǒu)的(de)排氣幹(gàn)擾,渦輪遲滯小,有更好的低速扭矩等,特別(bié)是三缸機在結構上具備摩擦功優(yōu)勢。
以Ecotec1.0T為例,1.0T三缸機和目前市場主流的自然吸氣1.5L排量附近(jìn)的四缸機相比(bǐ),增(zēng)加了電子執行器(qì)渦輪增壓(yā)器的同時還增(zēng)加了鍾擺式雙質量飛輪、雙氣道噴射DPI、機(jī)油冷(lěng)卻器和冷卻噴嘴等技術特征,同時還為這個發動機升級改進了中置可變正時,鋁缸體,高性能材料,分離式冷卻,凸輪軸球軸承等等(děng)多個零部件係統(tǒng)。
因此(cǐ)該發動機在性能和節油(yóu)方(fāng)麵全麵超(chāo)過了自(zì)然吸氣四缸機,綜合性能提升(shēng)20%,油耗下降10%。而在成本方(fāng)麵,根據通用方麵數據,也相較於傳統自然吸氣四缸機有明顯的成本提升。
“人體的安全電(diàn)壓是36V,48V弱混+電氣化設備的(de)應用對整車電氣安全提出了新的要求,”相關人(rén)士表示,在現行的PHEV車型上,廠商隻需要做好動力係統部分的(de)電氣安全,而在整車48V的(de)電氣化應用後,廠商需要考慮整車各個部位的電氣化(huà)安(ān)全性,這對於成本的提升又了很大的改變。
與第一次升級不同的是,48V電源係統將是在電氣係統的壓力下得以普及,越來越嚴峻的排放法(fǎ)規和油耗(hào)限製也對其產生一定的助力。至於微(wēi)型(xíng)混動汽車,低成本低油耗正是它的(de)最大(dà)優勢。隨著市場的擴大,未來成本還(hái)有進一步降低(dī)的空間(jiān)。並且相比(bǐ)於混動汽車和純電動汽車,它或(huò)將成為(wéi)目前市場中最為(wéi)適用的車型。