日企挑起燃效“新軍備競賽”

□本刊記者 黃耀鵬

日企挑起燃效“新軍備競賽”

□本刊記者 黃耀鵬

豐田再次刷新了由自己保持的燃效世界紀錄。但日本企業(yè)并未因此在市場上取得壓倒性的優(yōu)勢，問題出在哪里呢？

在新能源汽車正在逐步侵蝕傳統(tǒng)動力汽車的市場領地的時候，大家都在懷疑，內(nèi)燃機是否還有未來，或者還有多遠的未來。進而產(chǎn)生新的疑問，是否還值得向傳統(tǒng)發(fā)動機研發(fā)投入資源。

但日本企業(yè)不這么想。他們對提高燃效有著近乎癡迷的執(zhí)著。長期以來，豐田、本田、馬自達等日本企業(yè)錙銖必較地將汽油機燃效提高到接近40%。而且，這是在量產(chǎn)車上達到的水平。

日企并不滿足于此，他們不斷向新高度發(fā)起沖擊，不斷鞏固在發(fā)動機效能上的優(yōu)勢。

豐田是其中的領軍企業(yè)。該公司發(fā)動機先行設計部部長友田晃利稱，豐田已經(jīng)研制出熱效率高達50%的發(fā)動機。豐田再次刷新了由自己保持的燃效世界紀錄。這意味著燃燒的一半能量轉化為動力，具有劃時代的意義。

但這不是競爭的終結，日本企業(yè)并未因此在市場上取得壓倒性的優(yōu)勢，問題出在哪里呢？

渦輪增壓的糾結

在燃效上，統(tǒng)治地球的是日本企業(yè)，這一點毫無疑問，美國市場上燃效排名最高的10款量產(chǎn)車，全部來自日本品牌。但不是所有國家和地區(qū)的消費者，都將燃效作為至高無上的考量。這和日本企業(yè)所想的“燃效至上論”，是有距離的。

眾所周知，發(fā)動機配備渦輪增壓的目的就是降低排量。不追求最大輸出功率，但追求寬范圍的最大扭矩，改善了城市路況下的駕駛體驗。市場接受程度越來越廣。在環(huán)保“指揮棒”的壓力下，我們看到了越來越多的小型渦輪增壓發(fā)動機。

減少排量可以縮小缸徑和沖程、降低活塞和氣缸摩擦面積，整體上提高了燃效。發(fā)動機小型化擁有太多好處（諸如節(jié)省發(fā)動機艙空間、更容易平衡重量等），歐美車企研發(fā)渦輪增壓發(fā)動機的熱情日益高漲，而日企這邊，前幾年有點冷淡。

有一段時間，豐田將混合動力的市場統(tǒng)治力絕對化了。以致于所有燃效沒希望超過混動的研發(fā)項目，都無法在內(nèi)部獲批。海外企業(yè)的頭頭們紛紛向總部匯報說，市場對渦輪增壓的反響如何如何好。豐田高層則固執(zhí)地認為，“還不是因為混合動力我們占了優(yōu)勢，他們沒法子的選擇而已”。

實際上，日企低估了渦輪增壓對燃效的提升幅度。法國人聲稱他們的燃效提升了近25%（他們的自吸燃效不提也罷）。博世的調(diào)查表明，渦輪增壓仍有上升空間，可能提高到29%。

當然，無敵的混動可以提升100%，但是，混動在新興市場遭遇了尷尬。原因在于，渦輪增壓車型與自吸車型重量和價格上相差甚小，而混動則因增加了電池和電動機，增重100千克，價格則至少要貴一個級別（比如A級混動車價格往往超過B級車）。在沒有補貼的情況下，混動無法跟渦輪增壓競爭。

豐田花了幾年時間終于領悟到，渦輪增壓不是臨時策略。日本人向市場妥協(xié)的程度不太徹底，豐田雖然很快發(fā)布了好幾款渦輪增壓發(fā)動機版本的車型，但混動作為產(chǎn)品重心的做法沒有改變。雷克薩斯車系中，中低端渦輪增壓，高端混動，大排量純自吸幾乎出局。

新三板斧

雖然在渦輪增壓的問題上，日本人很執(zhí)拗（哪一件不是呢），但日本企業(yè)仍然是推動汽油機技術發(fā)展的重要力量。友田晃利去年已經(jīng)代表豐田給出了燃效提升路線圖：“稀薄燃燒”、“可變壓縮比”、“燃料改質”三項技術。豐田聲稱，通過這些技術，已經(jīng)使最高熱效率“快速達到50%”。

其中油水最大的莫過于“稀燃”。簡單說就是在燃燒室中增加空氣份額，但這樣一來，燃燒速度將變慢（車輛表現(xiàn)為動力不足）。因此，必須配合加快燃燒速度的技術。

無論提高壓縮比、分層燃燒，還是高能點火技術，都是日本企業(yè)走在前面。這三者都是稀燃技術實現(xiàn)的關鍵。

豐田牽頭、所有日本車企參加，曾在前年成立了名為“汽車內(nèi)燃機研究協(xié)會”的機構。現(xiàn)在回頭看，他們不僅僅對小排量渦輪增壓抱有危機感，而是野心勃勃地企圖從根本上破解在燃效和動力上的困境，依靠將內(nèi)燃機燃燒效率提升到對手無法企及的位置上，達到壓制對手的目的。

雖然協(xié)會聲稱只進行基礎研究的合作，但是豐田的稀燃技術、馬自達超高壓縮比（二代“創(chuàng)馳藍天”）都與這個合作框架密切相關。

在一代創(chuàng)馳發(fā)動機中，馬自達通過對進排氣門開閉時間的控制，實現(xiàn)了奧托（高負載工況）和米勒（常規(guī)工況）兩種循環(huán)間切換。而二代技術中，增加了低轉速下的HCCI（壓燃）技術，降低了油耗。

而實現(xiàn)電動VVT系統(tǒng)的，則選自電裝（DENSO）產(chǎn)品。馬自達在與豐田簽署戰(zhàn)略合作之后，電裝與馬自達在發(fā)動機上達成了進一步合作。

而燃料改質方面，日企沒有取得統(tǒng)一意見。日產(chǎn)著眼于汽油燃料改質，豐田和本田發(fā)展乙醇改質，乙醇燃料在北美和巴西廣泛使用。

當然，這項技術必須使用尚未投入實用的HCCI，實現(xiàn)的難度比較高。但提升燃效性能的效果極佳。實際上，壓燃（HCCI）技術還未能攻克可燃區(qū)域狹窄的問題，高負載下，將發(fā)生異常燃燒，這就回到了馬自達的可變壓縮比技術。

因此，單純從技術上，日企只有不藏私心，拿出技術共享，才有可能實現(xiàn)超高燃效（50%）。豐田的宣言，必須建立在日企合作基礎上。這也是為什么日企喜歡在技術上成立各種聯(lián)盟的理由。日企希望以此尋找到壓制西方對手的長期途徑。