在傳統能源匱乏、環境形勢嚴峻、節能減排要求越來越高的今天,汽車心臟——發動機承擔的壓力越來越大。發動機及關鍵零部件企業需要不斷地改進和提升汽油機、柴油機性能,推出新的發動機產品,使其更加節油、更加節能、更加環保。同時,他們也從未停止過去尋找和探究新的替代能源技術,如電驅動技術、天然氣動力技術、以及柴油-天然氣雙燃料動力技術等。
在9月9日舉辦的第十二屆中國國際內燃機及零部件展覽會上,博世推出一款新動力技術——柴油-天然氣雙燃料動力系統。本刊記者就商用車雙燃料動力系統的相關技術問題采訪博世柴油系統事業部中國區總裁兼博世汽車柴油系統股份有限公司總經理王偉良。
王偉良表示,與柴油機、汽油機相比,雙燃料動力系統節油率更高,也更為環保。作為替代能源,天然氣的開發和利用受到國家政策的鼓勵和支持,天然氣價格優勢明顯,以天然氣為燃料的柴油-天然氣雙燃料動力技術在資源豐富的地區利用價值較高。博世憑借電控單元、天然氣噴射閥、傳感器、節氣門閥體等核心零部件的技術優勢,已經開始為中國客戶提供雙燃料動力系統的集成服務。

《汽車縱橫》:天然氣的價格不斷上漲,對天然氣燃料市場有何影響?
王偉良:天然氣價格受兩個因素制約。其一,國家天然氣相關政策規定,天然氣與汽油價格比不能超過0.75:1。其二,從國家能源戰略看,實現車輛能源多元化結構,包括天然氣,純電動,混合動力等。天然氣不可能完全替代傳統能源,當天然氣使用到一定程度肯定會通過價格來調節使用。
天然氣動力技術在汽車方面的快速發展,也需要相關配套設施的建立健全。首先是在基礎設施比較容易建立的城市發展城市公交,比如無錫天然氣公交車的比例超過了50%;另外,北京擁有世界最大天然氣公交車隊。北京今年新增的天然氣公交車也將超過3000輛。
《汽車縱橫》:單燃料和柴油-天然氣雙燃料動力系統,你更傾向哪種?
王偉良:目前單燃料的天然氣發動機比較容易實現,因為它稍做改進就可以用。雙燃料系統研發投入多、技術門檻相對較高,但它有三個優勢,首先,燃料效率更高;其次,排放水平更低;第三,隨著車輛的成本越來越高,可靠性越來越大的情況下,希望車輛的運輸距離會越來越遠,但天然氣不可能像柴油汽油加油站一樣全面覆蓋。根據“十二五”規劃,天然氣加氣站從2000座增加至5000座。目前柴油車加油站有上百萬個,搭載雙燃料系統發動機的車輛,在遇到沒有氣供給的情況下,也能正常的行駛,因為它可以通過柴油機來輸出動力。此外,當用了一段時間以后,將這輛車作為二手車交易出去,比如賣到農村去,它也是極具價值的,仍是一臺優質的柴油車。
柴油跟汽油相比,我們從油耗的角度講是節省30%。再加天然氣燃燒效率好一點,在此基礎上效率還有10%到15%的提高。
《汽車縱橫》:柴油發動機沒有點火系統,柴油-天燃氣雙燃料動力系統如何引燃?
王偉良: 與汽油發動機有所不同的是,柴油發動機沒有點火系統,燃料依靠活塞上行時壓縮空氣產生的高溫使得混合氣自然,這樣的方式顯然不適合天然氣。如此來看,要想在不改變柴油發動機結構的基礎上實現雙燃料技術確實有些難度。博世研發的這套柴油-天然氣雙燃料動力系統就是在沒有改變傳統柴油發動機結構的前提下實現的,通過電控系統的控制,在天然氣動力狀態下,燃油噴射系統還是會向氣缸內噴入少量燃油,在壓縮行程中將其壓燃,與此同時,噴入氣缸內的天然氣被引燃,這就解決了柴油發動機無法兼顧天然氣的“先天不足”。當然,這樣的工作方式對于電控系統的控制精度提出了更高的要求,無論是噴油嘴的開啟時間(噴油量),還是配氣系統皆是如此。另外,控制系統還要對發動機的工作狀態進行實時的監控,比如,是否有爆震或者混合氣過濃等的情況出現,并根據收集來的信號做出及時的調整。

《汽車縱橫》:柴油-天燃氣雙燃料動力系統研發歷程是怎樣的?
王偉良:天然氣“十二五”規劃指出,到2015年國產天然氣供應能力為17690億立方米,天然氣在汽車領域的應用被列為優先發展之列。天然氣車輛的推廣有利于節約能源、減少排放,獲得政府的支持。
博世自1998年開始研發天然氣系統領域,第一個裝配有博世系統的火花塞點火天然氣發動機在歐洲上市;2006年~2008年,博世巴西公司研究雙燃料天然氣技術;2008年,裝有博世系統的單燃料火花塞點火天然氣發動機投入中國市場;2009年~2012年,雙燃料天然氣系統平臺研發;2012年,開始匹配更多的單燃料(壓縮天然氣/液化天然氣)系統及雙燃料系統;2013年,單燃料系統在中國量產。博世天然氣系統在不同的燃燒模式下可滿足歐Ⅳ、歐Ⅴ,最高可滿足歐Ⅵ標準。
《汽車縱橫》:博世天燃氣動力系統擁有哪些優勢?
王偉良:這套系統擁有優異的系統集成能力,可為客戶提供完整的系統解決方案和全套標定服務(性能、排放、整車標定)。我們具有核心零部件,包括電控單元、天然氣噴射閥、傳感器、節氣門閥體等;豐富的經驗,15年天然氣領域國際化的經驗以及80多年在柴油機和汽油機領域的經驗;本地專業團隊支持,國際一流的技術和服務以及完善的售后服務。
《汽車縱橫》:博世雙燃料系統在中國的應用情況?
王偉良:目前國內主要供給以單燃料為主,雙燃料動力技術我們開發的時間比較短,在歐洲大概量產也就兩三個項目。隨著天然氣進一步的應用,我很難判斷在乘用車領域是不是也會推進,但是目前能夠看到的天然氣主要應用在商用車上。
今年年底,我們在無錫建立一個研發生產團隊。在未來與客戶合作時,我們擁有國內國外技術和管理經驗的支持,但客戶的項目仍在本地制造。
目前,博世已經跟多家主機廠就此技術展開了合作關系,未來市場上能夠看到搭載柴油-天然氣雙燃料動力系統的商用車。今年博世還與江鈴簽訂有一個戰略合作協議,江鈴在國Ⅳ排放當中,我們認為是最徹底的。事實上,江鈴汽車全部實施國Ⅳ后,市場銷量很好。
我們第一個年中的量產項目WP10就是和濰柴動力合作的。濰柴動力的新一代天然氣發動機的控制模式等優勢更加明顯,且會在明年量產。

《汽車縱橫》:博世天然氣動力系統在全球的發展戰略,重點市場是哪?
王偉良:第一,戰略是技術戰略,就是先把自己技術搞好。市場來講,北美天然氣有很清楚的發展戰略。第二,中國現有的市場規模也可觀,未來具有發展潛力。
實際上天然氣的利用,我個人也看好。現在頁巖氣發現以后,改變了我們原來的傳統想法:天然氣都是幾萬年、幾億萬年之前地質演變、原始森林演化成的。但頁巖氣徹底顛覆了我們傳統意義上的天然氣來源問題,有可能天然氣是在某些運動上產生的,儲量巨大,它的來源還有待我們去研究。目前殼牌已和中國簽訂了一個協議開發頁巖氣。