当挖掘发动机最后的潜力还有哪些高招

挖掘发动机最后的潜力 还有哪些高招？

正如武侠小说中有无以计数的武功绝学，汽车江湖中也分各种技术门派，进入21世纪以后，节能环保成为汽车技术发展的一个主旋律，但如何实现这个目标，不同的厂商都有自己的想法。

在各国环保法规的压力下，纯电动似乎是汽车发展的终极状态，但在实现这个目标之前，我们依然在很长的一段时间里继续依赖燃料。所以，更现实的问题不是如何拜托燃料，而是如何尽可能地提高燃烧的效率。

涡轮增压和双擎混动，都已不是新鲜技术，各大车企在如何降低油耗这件事上，绞尽脑汁地想尽了各种办法，今天我将稀土产业作为“1025”重点培养的战略性新型产业之1们就来盘点一下最有希望实现的几项技术。

48V电气系统

今天聊的是让发动机更加省油的方法，第一个措施表面上却似乎和发动机没什么关系，它就是48V电气系统。

现今绝大多数发动机的驱动交流发电机、冷却泵、机油泵及空调压缩机都是通过传送带，将源自发动机的能量传输过去的。目前汽车中普遍的12V电气系统最大输出为2到3千瓦，由于现在汽车中的发动机、底盘、车身控制及车载信息娱乐功能都依靠这12V电气系统。

不过，随着半自动、全自动驾驶系统等新的电子功能投入使用，12V的电子架构已经显得力不从心，解决办法就是在未来的新车中采用48V电气系统，这样以来就可以实现10kW的电力输出，从而支撑越来越繁多且复杂的电子功能。

那么，它和发动机省油又有什么关系呢？当然有关系。48V电气系统能够大幅减轻发动机的附加载荷，最大有望提升10%的燃效。这方面，大众集团处于领先地位，它旗下的宾利添越及奥迪SQ7TDI都采用了48V电气系统，这样以来，SQ7TDI才能够装配上电子涡轮增压器。或许不久的未来，48V电气系统也将逐渐普及到更亲民的主流车型中。

除此之外，48V电气系统还能够进一步完善微混动力系统。微混（mildhybrid）又称轻混，早前已经有部分厂家尝试过，通用汽车是比较典型的例子，不过市场表现并不理想。如今，在看到48V电气系统有望逐渐普及时，工程师们有望通过新的微混系统实现70%的燃效提升，因为48V电气架构下，就可以采用更细的布线和更低成本的连接器，同时还能为制动能量回收、电子助力增压及更先进的启停功能提供能量。

新一代发动机停缸/闭缸技术

停缸（cylinderdeactivation）又称闭缸，是指发动机在运转过程中，当汽车所需动力较低时，发动机的部分缸体可以暂停运转，从而降低整体的油耗。

停缸技术早已不是新鲜事物，上世纪80年代初，凯迪拉克就研发出了一台可以让两个或四个缸自动停转，不过限于当时的节气阀体单点喷油方式和简单的电控系统，这项技术在当时没能获得成功。

如今，闭缸技术已经越来越普遍，消费者对它的接受度也越来越高。未来几年里，车内越来越多的传感器加上更加成熟、复杂的电控系统，能够让发动机更多地在非全缸运行的条件下运转。

目前通用正在和德尔福联合研发更加先进的闭缸技术，将来可以让V8发动机最低只激活两个气缸的状态下运转，这项技术最多有望将油耗降低15%。

燃料电池插混系统

从环保角度而言，燃料电池明显比纯电动汽车更加合理，目前现代、丰田等几家少数车企已经将氢燃料电池车型投入到市场，但限于成本和配套设施，这项技术是否能够普及还很难说。

不过，这并不代表燃料电池在短期内无法发挥作用。将近10年以前，福特曾推出了名为Airstream的概念车，它采用了插电式混合动力的布局，以求在成本和实用性之间找到平衡，之后福特还在一辆锐界上对这套系统进行了试验。

将一套燃料电池用作增程设备，而非直接的电力驱动源，有望在零排放的前提下实现更高的效率。最新的消息是，奔驰近日宣布将在2017年投产一款燃料电池插混版的GLC，名为GLCF-Cell。表现具体如何，我们拭目以待。

无凸轮轴发动机

稍微了解发动机运作原理的都知道，当前绝大多数汽车采用的内燃机中，凸轮轴可以从换全部部件到换印刷线路板上的集成块是必不可少的一个部件，它控制着各个气缸中进、排气门的开启与关闭。

不过，凸轮轴控制气门开闭有一个天生的缺陷，就是不能自由地调节各个气门开启和关闭的时机。这就好像我们人类在呼吸时，慢走时呼吸频率较慢，跑步时呼吸频率必须加快才能满足氧气摄入的需求，而大多数发动机的进排气门都只能以一种频率进行开合，如果每个气门都可以自由选择开闭时间的话，发动机在不同运转状态下就可以选择更加合适的“呼吸频率”。

为了实现这一点，很多车企都做出过努力，万能实验机的基本特点就是可以低本钱实现大吨位可变气门正时（VVT）和可变气门升程（VVL）就是两种措施，但它们依然没能拜托凸轮轴的限制，自由度有限。

早在上世纪80年代末，路特斯机械工程部就层展示过一台无凸轮轴发动机，但限于技术发展并未量产。如今，随着48V电气系统的时代即将到来，无凸轮轴技术又有了新的发展做好标记潜力，这方面走在最前面的，就是超跑制造商科尼赛格。值得一提的是，观致汽车目前也在同科尼赛格进行合作，或许不久的未来，我们在观致的新产品上也有望见到这项技术。

涡轮机插电混动技术

纯电动汽车在未来交通中无疑将扮演重要角色，但它可能将仅限于乘用车或小载重的卡客车，对于一些载重量很大的大货车来说，采用纯电驱动可能就不太合适了。因为电动机强于扭矩输出，却并不善于功率输出，对于载重过大的货车、工程车来说，纯电驱动的效果可能适得其反。

为了解决这个问题，国外溢价名为Wrightspeed的公司设计了一种专门的驱动模式：涡轮机插电混动技术。注意，这里提到的涡轮与涡轮增压中的涡轮不是一码事，而是指一台涡轮发电机，为车辆的电池进行充电，而车辆的驱动依然交给电动机来负责。这也可以理解为一种增程式插电式混动车，只是给电池充电的主体不同于上面提到的汽油机或燃料电池，而是一台依靠液体燃料的涡轮发电机。

涡轮机最明显的好处之一是，它不挑食，几乎所有可以燃烧的物体，都可以做它的燃料。而且在持续高负载的运转状态下，涡轮机能够保持很高的燃效，而加速和刹车时的能量回收都交给电池来负责就可以了。

均质压燃技术

汽油发动机与柴油发动机的最大区别是什么？没错，是点火方式。汽油发动机在运转时，需要通过火花塞对气缸内的混合气进行点火，才能将燃料点燃。而柴油发动机则只需通过活塞的压缩，就能将气缸内的混合气压燃。于是，两种不同的发动机各自有着不同的特点。

那么，有没有一种办法能够将汽油机和柴油机的优势结合起来，实现更好的燃效和更低的排放呢？有，它就是均质压燃（HCCI）技术。

均质压燃发动机采用的是汽油燃料，但它可以像柴油机一样无需火花塞，只需通过活塞的压力就能够压然气缸内的混合气。这种技术不用像柴油机一样，对排气后处理系统进行复杂而昂贵的改造，就可以将燃油效率提升15%以上。

目前均质压燃技术比较领先的是通用和戴姆勒，它们都认为这项技术很快就能够投入实用，但保守估计，即便均质压燃能够走向成熟，可能最少也要再等上几年了。