三缸機+48V
市場中出現越來越多的“三(sān)缸機+48V”,是廠家麵向未來的現實選擇。三(sān)缸機或許不是(shì)最優(yōu),48V也不是完美方案,但(dàn)是二者相結合卻成了市場最受歡(huān)迎的那一個。
“三缸機+48V”的潮流化,是在華汽車企業(yè)做(zuò)出的現實選擇。
近日,汽車預言家獲悉通用即將用A123電池在華(huá)全麵推(tuī)行“三缸機+48V”動力組合(hé);吉(jí)利旗下(xià)“三缸機+48V”弱混車型博瑞GE已經上(shàng)市銷售;根據稍早前的消息,領克首款搭(dā)載“三缸機+48V”的車型——領克02混動版也即將上市銷售……
通過檢索相關資料(liào),不難發現,近年來中國汽車市場中出現了大量以三缸機+48V的弱混動力車型,包括寶馬、通用(yòng)、福特、吉(jí)利等汽車製造(zào)商。毫不誇張的說,三缸機(jī)+48V的弱混車型在某種(zhǒng)程度上已經成為當下行業的(de)一個發展趨勢。
然(rán)而輿論對於現在出現的趨勢並沒有做(zuò)到清(qīng)晰的認識,甚至淺顯(xiǎn)的(de)認為這隻是不(bú)同新能源技(jì)術路線(xiàn)的實驗產品,這些認識不夠理性也不夠客觀。汽車預言家通過采(cǎi)訪多名汽車動力研究權威人士,深刻解讀究竟什麽(me)原因使眾多車企共同做(zuò)出“三缸機+48V”的選擇?“三缸機+48V”的優(yōu)勢究竟在(zài)哪裏?
嚴苛排放促使廠商做出選擇
相關資料顯示,目前國內大力推行三缸機+48V的廠商有吉利、通用、寶馬等企業。2017年,上述企業共完成銷售汽車接近600萬台,按照2017年汽車市場銷售整車約2400萬台(tái)粗略估算,未來5年內搭載三缸機+48V的車型(xíng)將可能(néng)占據市場25%的份額。
這是一個從未出現過的市場份額(é)預期,既體現了中國汽車市場的體量(liàng)也說明了政策對於中國汽車製造的影響力。
根(gēn)據(jù)中國的相關政策法規,從2018年4月1日起,《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》(以(yǐ)下簡稱“雙積分”政策)正式(shì)施行,但早在2016年9月,工業和信息化部就(jiù)已發布雙積分征求意見稿。該(gāi)政策提出(chū):未來國家將針(zhēn)對在中國境內銷售乘用(yòng)車的企業(含進(jìn)口乘用車企業)的企業平均燃料消耗量(CAFC)及新能源乘用車生產(NEV積分)情況分別考核。
在雙積(jī)分的政(zhèng)策要求下,中國(guó)市場(chǎng)中的汽車製造商就必須生產新能源汽車或改進內燃機汽車(chē),三缸機自然成為了廠(chǎng)商的(de)一種選擇。雙積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(zhèng)策已經(jīng)實施,節能減排勢在必行;另一方(fāng)麵,新能(néng)源汽(qì)車的市場深入還(hái)需假以時日。所以,圍繞內燃機的節能、高效、清潔(jié)進行升級改進成為目前(qián)的最佳選擇。
另外,按照工(gōng)信部(bù)發布的油耗標準要求,在2018年至2020年中,傳統汽車的百公裏油耗(hào)的達標值分別為6L、5.5L、5L,油耗低於(yú)達標值便可產生正積分,此標準意(yì)在一定程度上鼓勵了傳統燃油汽車(chē)的節能(néng)。
不隻是中國,目前(qián)美國、歐洲等國家和地區都對汽(qì)車(chē)燃油消耗做出規劃:美國CAFE標準,到2025年燃油經濟性54.5英裏/加侖,折合(hé)百公裏(lǐ)油耗4.3升;歐(ōu)洲規定(dìng),2021年實際上對應的油耗基本在百公裏4升(shēng)左右。
麵對如此嚴苛的標準,僅僅(jǐn)依靠(kào)優化常規燃油發動機很難實(shí)現,此前發生過的多起為應對政策而產生的油耗(hào)或排放造假事件就是佐證(zhèng)。與(yǔ)此同時,純電動、混合動力、插電混(hún)動都是廠商積極考慮的解決方案。
而其中的混(hún)合(hé)動力,一家獨(dú)大的豐田已經形成技術壁壘(混(hún)動係統THS),其他車企如果采用相(xiàng)同解決方案則需要支付高額專利費用,而48V輕度混合係統則會繞開專利封鎖。
優缺互補 48V成為三缸機最佳拍檔
從節能減排的角度上看,目前三缸機是最值得參(cān)考的技術之一。相比而言,采(cǎi)用三缸發動機汽車的油耗較低,氣(qì)缸數目減少,排量相應變小,從而降低油耗。這也是各大車企紛紛推出三缸渦輪增壓發(fā)動機的主要目的。
實際上,三缸機並不是一個新鮮事物,早在本世(shì)紀初的夏利等車型上就曾經搭載過三缸(gāng)發(fā)動機,但其劇烈的抖動性(xìng)能至今讓不少消費者為之發怵。經曆過十(shí)餘年的發展(zhǎn),現(xiàn)在的三缸機技術已經變(biàn)的更加成熟。各家車企紛紛通過增加(jiā)平衡軸等方式,已經大幅度(dù)解決了抖動的問題。
更為重要的是,當(dāng)下車企在新發動機開發時都提(tí)出了“單缸最優”的(de)概念,為(wéi)大幅度減少發動機研發費用,隻需在四缸發動機(jī)的基礎上(shàng)減少一個氣缸,這樣即可(kě)減少工作,直接衍生(shēng)出三(sān)缸發動機。
“單缸(gāng)最優(yōu)”意在優化單缸的(de)容積、缸徑、活塞行程來調整麵容比(燃燒室的麵積和(hé)容積之比),配合先進(jìn)的噴油、進排氣等控製技術,來實現單缸燃燒最優和(hé)單缸結構最優的概(gài)念,不斷提(tí)升發動機的熱效率、排放、峰值扭矩和功率。
據相關專家介紹,應用(yòng)了三缸機的車型機艙空間會得到最大優化,基於三缸(gāng)機的這些優點(diǎn),其更利(lì)於配(pèi)合48V輕混係統。
值得注(zhù)意(yì)的是,原先難以克服的三缸機抖動因為48V的搭配(pèi)得以顯著解決。目前,三缸機(jī)在起步和低速(sù)時抖動的(de)缺點可以通過48V弱(ruò)混係統中起步助力的介入而得到抑製,提升低速時整車的平順性。三缸發動機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(xiào)率上的劣勢。
早在7年前,奧迪、寶馬、保時捷(jié)、大眾、戴姆勒就(jiù)聯合推出48V係統,並在隨後發布了48V係統(tǒng)規範(fàn)LV148。2016年,美國汽車工程師協會製定了(le)48伏電氣係(xì)統的行業標準,將48V作為汽(qì)車行業的標準(zhǔn)之一推行到汽車製造當中。
48V帶來的改變(biàn)很多,相關人士舉例表示,比如配備了發(fā)動機啟停的車,等紅燈熄火後,空調運轉單靠12V係統供電就有些難以承受,48V的更高電壓就很容(róng)易(yì)解決這(zhè)個問題。
在48V係統的支持下,汽油機(jī)和電氣的混合才能更加深入,電(diàn)子渦輪、水泵、真空泵等可能都轉化為電子(zǐ)驅(qū)動,進一步降低油耗,也(yě)使更加促使廠商基於(yú)48V環(huán)境下的MHEV車型研(yán)發速度。
“48V的應用,可能使三缸機第一次擁有電子渦(wō)輪,這將是革命性的進(jìn)步,”有相關專家表示,傳統的渦輪受限於結構,都(dōu)會出現遲滯現象,三缸機不能避免(miǎn)。但在48V的環境下,足以支持電子(zǐ)渦輪所需的電力需求,能夠使動力輸出更(gèng)加平順(shùn)。
此次通用汽車(chē)用於48伏係統的電池測試未通過,也正(zhèng)是因為其沒有完全達到歐美較高的充放電(diàn)倍率標準。在這樣的組合形式下,三缸發動機和48V的搭配能(néng)夠發揮出更大的節能減排優勢,逐步成為(wéi)汽車製造商的(de)最優選擇。
三缸機+48V並不便宜
此前有聲音認為,48V弱(ruò)混係統是(shì)部分廠家(jiā)不能攻克PHEV技術瓶頸而選擇的曲線救國技術路(lù)線(xiàn)。汽車預言家采訪相關人士時,對(duì)方明確表示“三缸機+48V”的(de)技術成(chéng)本並不低,尤其在三缸(gāng)機(jī)最(zuì)優能效的研究(jiū)上,廠商花費的精力並不(bú)少於其它解決方案。
根據目前的研究,汽車預言家發現對於一款(kuǎn)發動機,過分減少排量並非是最好的節油措施。相關(guān)專家對此解釋,內燃(rán)機(jī)燃燒在行業中有一個不成文的標準,即(jí)單缸(gāng)的黃金排量是0.5L,三缸(gāng)機的排量則為1.5L。這一排量(liàng)應當是普通乘用車搭載三缸機後的最佳排量。
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,國內銷售三缸(gāng)車的(de)汽車品牌預計超過60個。而此類產品(pǐn)將率先在今後兩年中大規模進入市場,明攆搭載三缸機的車型或(huò)將超過80款。
對(duì)於目前中國市場1.0-1.5L的(de)主流排量,基於單(dān)缸效率最優策略,選擇三(sān)缸機(jī)是一(yī)個最佳的選擇。三缸機比四(sì)缸機還有很多的優勢,如體積小、重量輕、結構緊湊,沒有四缸機固有的排氣幹擾,渦輪遲滯(zhì)小,有更好的低速扭矩等(děng),特別是三缸機在結構(gòu)上具備摩擦功優勢。
以Ecotec1.0T為例,1.0T三缸機和目前市場主(zhǔ)流的自然吸氣(qì)1.5L排量附近的四缸(gāng)機相比,增加了電子執行器渦輪增壓器的同時還增加了(le)鍾擺式雙質量飛輪、雙氣道噴射(shè)DPI、機油冷卻(què)器和冷卻噴嘴等技術特征,同(tóng)時還為這個(gè)發動機升級改進了中置可變正時,鋁缸體(tǐ),高性能材料,分離式冷卻(què),凸輪軸球(qiú)軸承等等多個零部件係統。
因此該發動機在性(xìng)能和節油方(fāng)麵全麵(miàn)超過了自(zì)然(rán)吸氣四缸機,綜合性能提升20%,油耗下降10%。而在成本方麵,根據通用(yòng)方麵數據,也相較於傳統自然吸氣四缸機有明顯(xiǎn)的成本提升。
“人體的安全電壓是36V,48V弱混+電氣化設備的應用(yòng)對整車電氣安全提出了新(xīn)的要求,”相關人士表示,在現行的PHEV車(chē)型上,廠商隻需要(yào)做好動力係統部分的電氣安全,而在整車48V的電氣(qì)化應用後(hòu),廠商需要考慮整車各個部位的電氣化安全(quán)性,這對於成本的提升又了很大的改(gǎi)變。
與第一次升級不(bú)同的是,48V電源(yuán)係統將(jiāng)是在電氣係統(tǒng)的壓力下得以普及,越來越(yuè)嚴峻的(de)排放法規和油耗限製(zhì)也(yě)對其產生一定的助力。至(zhì)於微(wēi)型混動汽車,低成本低油耗正是它的最大優勢。隨著市場的擴大,未來成本還(hái)有進一步降低的空間。並(bìng)且相(xiàng)比於混(hún)動汽車和純電動汽車,它或將成為目前市場中最為適用的車型。