隨著國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ階段汽車的排放法規的陸續頒布,以及汽車節能、環保需求的趨勢,使得汽車新能源動力的爭奪戰升級,傳統動力汽油機、柴油機技術亦不斷革新,以承接未來的挑戰。
汽油機技術重在節能
如何提高燃燒效率,降低燃油消耗成為汽油機目前面臨的主要技術挑戰。東風汽車有限公司商用車研發中心研究部部長陽松林提到,汽油機節能技術的發展趨勢是:缸內直噴稀燃(GDI),節油約8%-15%;全可變氣門(FVVT),直至電動氣門技術(EMVT),節油約10%-18%;減小發動機排量(DOWNSIZE)采用可變渦輪截面高增壓和可變壓縮比技術(VCR),節油約20%-25%;全可變與均質稀薄燃燒技術(HCCI),節油約20%-30%。排放控制新技術主要包括冷卻廢氣再循環(EGR)、稀燃排氣后處理系統以及DeNOx催化轉換器等。
這些節能技術在國外應用正在深入,隨著國家排放和節能法規的進一步趨嚴以及市場競爭的加劇,國內有關各方也應加快跟進。北京福田環保動力股份有限公司武鳳榮介紹,新技術在國外發動機生產企業內的研究更進一步,GDI技術也已應用到了產品上。國內相對落后,還處于初期研究和模仿的階段,還沒有進入產業化階段。陽松林則提到,上述節能技術將首先從合資公司引入國內市場,國內也有一些企業與國外公司合作開展GDI、FVVT、DOWNSIZE產品的先期開發并力爭擁有自主知識產權,部分高校已進行HCCI、EMVT的基礎研究。他還同時表示,這些技術涉及的關鍵零部件要達到產業化、規模化目標,還需要企業、院所的密切合作,花大力氣攻關。
柴油技術向國III標準接軌
不斷嚴格的排放法規要求讓柴油機已從機械控制轉為電子控制。當前柴油機電子控制燃油系統主要有三種,即電控泵噴嘴系統、電控單體泵系統、共軌燃油噴射系統,都已投入生產。上海柴油機股份有限公司副總工程師張有表示,目前滿足國Ⅲ排放的主要技術有:燃油系統電子控制技術、增壓中冷技術、高壓噴射技術;燃燒過程優化技術;四氣門技術。對于小排量柴油機如轎車柴油機可能需要采用廢氣再循環技術降低氮氧化物。
由于適應國III排放標準的電控高壓共軌噴射系統的成本較高,組合式單體泵電控噴射技術應運而生。無錫油泵油嘴研究所高工楊中極表示,近我所開發的經濟型系統,是以滿足歐Ⅱ的泵管嘴系統+電子調速器+EGR系統及控制來實現。雖說還需要做更細致的工作,但其成本及油耗之低將具有很強的競爭力和生命力。
目前國內中重型柴油機產品自主開發進展較好,上柴、濰柴、玉柴、錫柴、杭發等柴油機生產廠家均開發出滿足國Ⅲ排放標準的電控柴油機,并已經不同程度地推向市場。張有介紹,從開發過程可以發現,國Ⅲ柴油機產品采用的主要是電控高壓共軌技術和電控單體泵技術。
應加快自主品牌建設
在汽車自主開發已提升到戰略高度的時日,汽油機自主品牌缺失的現狀令人憂慮。陽松林表示,這是由于合資公司轎車汽油機的研發都在國外,國內往往只作國產化生產,長此以往國內失去了創造汽油機自主品牌的載體。目前,國內沒有真正意義上的自主汽油機品牌,汽油機研發能力也落后于柴油機研發能力,自主創新能力很弱,需要迎頭趕上。
為提高國內汽油機產品的競爭力,陽松林提到,企業應加大產品開發的投入,發揮國內高校、科研院所和企業的各自優勢,選擇關鍵技術問題開展研究開發,必要時請國外技術公司進行技術咨詢和聯合設計,實現跨越式發展。目前東風汽車公司在商用車柴油機、天然氣發動機和自主品牌轎車汽油機領域研發和產業化方面取得了重大進展。
編輯點評
要開發屬于自己的發動機ECU
汽車市場表面繁榮的背后隱藏著核心技術缺失的“黑洞”,這也成為國內汽車業心頭永遠的“痛”。尤其是在汽車動力核心——發動機ECU領域,中國市場上銷售的發動機控制ECU模塊等關鍵汽車電子產品“基本被幾家跨國公司壟斷”,國內自主品牌整車面對的是一個強勢到近乎壟斷的配套市場。而要擺脫受制于人的局面,出路或許只有一個:那就是開發屬于自己的發動機ECU。盡管追趕困難重重,但卻勢在必行。
從技術層面看,通過模仿來掌握發動機ECU的硬件還是軟件非常困難。一方面,ECU硬件的集成度在不斷提高。隨著驅動電路向智能化方向發展,驅動電路高度集中,一個芯片已能完成以前幾個芯片的功能。另一方面,重要的軟件更難掌握。ECU軟件的實質是企業在技術開發過程中,企業通過對各種發動機在各種工作狀態下進行試驗而獲得的知識和經驗積累,是一個不斷完善和細化的過程。這種經驗積累恰恰是在電控領域沒有進行過自主開發的中國企業所缺乏的。
因而這是一項長期攻關的課題,需要國家政策與資金的支持,需要產業鏈上下游之間的通力協作,需要穩扎穩打、循序漸進。同時,整車廠商應該提高自主開發意識,而不僅僅做表面文章,并對國內的配套廠商給予一定的支持;另一方面,ECU開發商則要建立完善的開發環境,包括開發工具、硬件和軟件模塊庫等,與系統供應商、整車廠商加強合作,營造一個高效的開發體系。目前國內康佳、比亞迪等ECU開發商在開發領域都取得了不錯的進展。而奇瑞自主開發的ACTECO發動機的亮相,以及隨著一汽C301、上汽陸威、長安CV7、吉利FC-1的陸續上市,國內在發動機領域將呈現新的競爭力。