前不久,汽車頭條在北京舉辦了一場“務實的突破——首屆小排量發動機發展高峰論壇”。參加論壇的有國內開發小排量及三缸機頗有建樹的企業,上汽通用、福特、吉利汽車、東風神龍、東風標致等企業技術負責人以及中國內燃機工業協會、清華大學、羅蘭貝格和全國乘用車市場聯席會的專家舉行了一場頗具啟發性的討論。此時此刻,為何單獨把小排量和三缸發動機特別拿出來研討?目前,國家層面透支倡導汽車節能環保,大躍進式地掀起新能源汽車運動;另外,國家的油耗法規限值限期實施的強大壓力,還有新能源車雙積分制緊箍咒的不斷收緊,傳統燃油發動機技術也在不斷精進升級的形勢下有著特殊的意義。
曾幾何時,北京市還曾出臺專門限制小排量汽車奇葩規定:1.0升以下的小排量汽車還禁止在首都的長安街和北京市政府門前大街上行駛。當然現在這一奇葩規定早已取消,也許是有過被歧視受限制的陰影,老百姓購車時本能地盡量回避小排量汽車(特別是三缸機汽車),這與“小排量=沒力量”的傳統認知有關。如今汽車技術日新月異的發展,在各種先進技術的加持下,三缸發動機已經有了質的飛躍。小排量也擁有大能量。
汽車安全與節能國家重點實驗室副主任,清華大學汽車工程系教授宋健在《發動機的小排量趨勢預判》主題演講上認為:發動機技術進步促使了小排量化趨勢,運動式的節能與環保政策推動了發動機的小排量化,未來汽車全面電動化需要發動機全面小排量化。
發動機電控化使得汽車節能、排放控制,以及高的升功率,升扭矩,各種附件系統發生了重要改變。升功率從40年前的30KW/L左右上升到100KW/L。升功率的提高直接導致同等功率需求下排量需求的降低。這樣就可以用小排量發動機替代過去大排量發動機,發動機小排量化,就是由發動機技術進步所導致的。一方面是汽車的輕量化,要求發動機降低重量,從而降低排量,以及汽車的節能與環保也要求發動機降低排量。”
傳統動力燃料汽車向著高度電氣化和動力總成發展,電氣化既體現在零部件和動力附件上也體現在動力總成電氣化和機電一體化、能量回收等。
我囯政府要求汽車燃油限值2020年達到5升/百公里;2025年達到4升/百公里,節能環保法規的強制性標準使得燃油發動機排量必須走小型化和混合動力的路數,而新型小排量發動機也不同于以往的發動機技術,以往在大排量發動機上使用的技術在小排量發動機上開始普及應用。
HEV/PHEV/REV都需要內燃機,油耗及排放法規的日趨加嚴要求發動機排量小型化。
事實表明,小排量發動機在性能、燃油經濟性、降低摩擦損耗等方面表現更突出。而從全球趨勢來看,歐洲、美國和中國都將汽車碳排放納入到了管理范疇,歐盟在2015年出臺了最新的汽車二氧化碳排放標準,即到2021年歐盟范圍內銷售的新車二氧化碳排放水平必須達到95g/km,而三缸+渦輪增壓無疑是一個很好的解決方案,既能實現技術升級,又能滿足排放法規。
在國內,稅收激勵政策的實施,以排量大小為基礎的消費稅使得小排量發動機更具成本優勢,此前國家稅務總局對1.6升及以下排量乘用車減征購置稅,這也加速了國內消費者對小排量三缸發動機的接受和認可。
早年,由于技術的初級和成本限制,動力弱、抖動大、噪音大成為三缸發動機的通病和吐槽點,再加上政府的刻意歧視,成為用戶揮之不去的心里陰影。
隨著現代發動機技術進步,此三缸非彼三缸,早已不可同日而語。通用的Ecotec三缸發動機上采用了鐘擺式雙質量飛輪技術,通過雙質量飛輪離心擺動抵消振動,再通過在飛輪上增加吸振器減少飛輪振動,配合優異的隔音效果從而很好地解決了抖動的問題。寶馬在B38的三缸發動機的曲軸箱中安裝了一根平衡軸,由曲軸帶動,與曲軸同速反方向轉動,從而抵消抖動,并且在發動機艙增加隔音棉布置,來吸收噪音。
會上,吉利汽車動力研究院、長安福特、上汽通用、東風標致紛紛介紹了小排量特別式三缸發動機技術及應用效果。
自主品牌也掀起開發全新小排量三缸發動機的熱潮,如長安、吉利汽車、東風風神、上汽集團、漢騰汽車、海馬汽車。
寶馬、福特、PSA、本田、奔馳、大眾、沃爾沃及通用、豐田、日產等多家主流車企都加入了三缸發動機陣營中,而這些全新三缸發動機的排量大多都在1.0L-1.5T之間。傳統內燃機小型化及高壓縮比并與混合動力系統相匹配可能代表未來我囯汽車動力的發展的長期有效的解決方案。