三缸機+48V
市場中出現越來越多的“三缸機+48V”,是廠家麵向未來的現實選擇。三缸機或許(xǔ)不是最優,48V也(yě)不是完美方案,但是二者相結(jié)合卻成了市(shì)場最受歡迎的那一個。
“三缸機+48V”的(de)潮流化,是在華汽車企業(yè)做出的現實選擇(zé)。
近(jìn)日,汽車預言家獲悉通用即將用A123電池在(zài)華(huá)全麵(miàn)推行“三缸機+48V”動力組(zǔ)合;吉利旗下“三缸機+48V”弱混(hún)車型博瑞GE已經上市銷售;根(gēn)據稍(shāo)早(zǎo)前的消息,領克首款搭載“三缸機+48V”的車型——領克02混動版(bǎn)也即將上市銷售……
通過檢(jiǎn)索相關資料,不(bú)難發現(xiàn),近年來中國汽車市場中(zhōng)出現了大量以三缸機(jī)+48V的弱混動力車型(xíng),包括寶馬、通用、福特、吉利等汽車製造商。毫不誇張的說(shuō),三缸機+48V的(de)弱混車型在某(mǒu)種程度上已經成為當下行業的一個發展趨勢。
然而輿論對於現在出現的趨勢並沒有做到清晰的(de)認識,甚至淺顯的認為這隻是不同新(xīn)能(néng)源技術路線的實驗產品,這些認識不夠理性也不夠客觀。汽車(chē)預言家通過采訪多名汽車(chē)動力研究權威人士,深刻(kè)解讀究竟什麽原因使眾多車企共同做出“三缸機(jī)+48V”的選擇?“三缸機+48V”的優勢究竟在哪裏?
嚴苛排放促使(shǐ)廠商做出選擇
相關資料顯示,目前國內大力推行三缸機+48V的廠商有吉利、通用、寶馬等企業。2017年,上述企業共完成銷售(shòu)汽車接近600萬台,按照2017年汽車(chē)市場銷售整車約2400萬台粗略估算,未來5年內(nèi)搭載三缸(gāng)機+48V的車型將可能占據市場25%的份額(é)。
這是一個從(cóng)未(wèi)出現過的(de)市場份額預期,既體現(xiàn)了中國汽車市場的體量也說明了政策對於中國汽車製造的影(yǐng)響力。
根據中國的相關政策法規,從2018年4月1日起,《乘用車企業平均燃料(liào)消耗量(liàng)與新能源汽車積分並行管理辦法》(以下簡稱(chēng)“雙積分”政策)正式施行,但早(zǎo)在2016年9月,工業(yè)和信息化部就已發布(bù)雙積分(fèn)征求意見(jiàn)稿。該政(zhèng)策提出:未來國家將針對在中國境內銷售乘用車的企業(含進口乘用車企業)的企業平均燃料消耗量(CAFC)及新能源(yuán)乘用車生產(NEV積分)情況分別考核(hé)。
在雙積分的政策要求下,中國市場(chǎng)中的汽車製造商就必須生產新能源汽車或改進內燃機汽車,三缸機自然成為(wéi)了廠商的一種選擇。雙積分最(zuì)根本的目的是在於節能減排,鼓勵新能源汽車發展。
一(yī)方麵,雙積分政策已經實施,節能(néng)減排勢在必行;另一方麵,新能源汽車的(de)市場(chǎng)深入還(hái)需假以時日。所以,圍繞內燃機(jī)的節能、高效、清潔進行升級改進成為目前的最佳選擇。
另外,按照工信部發布的油耗標準要求(qiú),在2018年至2020年中,傳統汽車的百(bǎi)公裏(lǐ)油耗的達標(biāo)值分別為6L、5.5L、5L,油耗低於(yú)達(dá)標值便可產生正積分,此標準意在一定程度上(shàng)鼓勵了傳統燃油汽車的節能。
不隻是中國,目前美國、歐洲等國家和地區都對汽車燃油消耗做出規劃:美國CAFE標準,到2025年燃油經濟性54.5英裏/加侖,折合百公裏油耗(hào)4.3升;歐洲規(guī)定(dìng),2021年實際上對應的油耗基本在百公裏4升左右。
麵對如此嚴(yán)苛的標(biāo)準,僅僅依(yī)靠優化常規燃油發動機很難實現,此前發生過的多起為應對政策而產生的油耗(hào)或排(pái)放造(zào)假事件就是佐(zuǒ)證。與此同時,純電動、混合動力、插電混動都是廠(chǎng)商積極考慮的解決方(fāng)案。
而其中的混合動力,一家獨大的(de)豐田已(yǐ)經形(xíng)成技術壁壘(混動係統THS),其他車企如果采用相同解決(jué)方案則需要支(zhī)付(fù)高額專(zhuān)利(lì)費用(yòng),而48V輕度混合係統則會繞(rào)開專利封鎖。
優缺互補 48V成為(wéi)三缸機最佳拍檔
從節能減(jiǎn)排(pái)的角度上看,目前三缸機是最值得參考的技術之一。相比而言,采用三缸(gāng)發動機汽(qì)車(chē)的(de)油耗較低(dī),氣(qì)缸數目減(jiǎn)少,排量相應變小,從而降低油耗。這也是各大車企紛紛推出三(sān)缸渦輪增壓發動機的主要目的。
實際上,三缸機並不是一個新鮮事物,早(zǎo)在本世紀初的夏利等車型上就曾經搭載過三缸(gāng)發動機,但其劇烈的抖動性能至今讓不少消費者為之發怵。經曆過十(shí)餘(yú)年的發展,現在的(de)三缸機技術(shù)已經變的更加成熟。各家車企紛紛通過增加平衡軸等方(fāng)式,已經大幅度解決了抖動的問題。
更為重要的是,當下車企在新發動機開發時都提出了“單缸最優(yōu)”的概念,為大幅度減少發動機研(yán)發費用,隻需在四缸發動機的基礎上減少一(yī)個氣缸,這(zhè)樣即可減少工(gōng)作,直接衍生(shēng)出三缸發動機。
“單缸最優”意在優化(huà)單缸的容積、缸(gāng)徑、活塞行程來調整麵容比(燃(rán)燒室的麵積和容積之比),配合先進(jìn)的噴油、進排氣等控(kòng)製技術,來實(shí)現單缸(gāng)燃燒最優和單缸結構最優的概念,不斷提升發動機(jī)的熱效率、排放、峰值扭矩和功率。
據相關(guān)專家介(jiè)紹,應(yīng)用了三缸機的車型機艙空(kōng)間會得到最大優化,基於三缸機的這些優點,其更利於配合48V輕混係統。
值得注意的是,原先(xiān)難以(yǐ)克服的三缸機抖動(dòng)因為48V的搭配得以顯(xiǎn)著解決。目前,三缸機在起步和低速(sù)時抖動的缺點可以通過48V弱混係統中起(qǐ)步助(zhù)力的介入而得到抑製,提升低速時整車的平順(shùn)性。三缸發(fā)動機相對更加優異的(de)油耗排放表現,也能彌補一部分48V輕混在節油效率上的(de)劣勢。
早在7年(nián)前,奧迪、寶馬、保時捷、大眾、戴姆勒就聯(lián)合推出48V係統,並在(zài)隨後發布了48V係統規範LV148。2016年,美國汽車工程師(shī)協會製定了48伏電(diàn)氣(qì)係統的行業標準,將48V作為汽車(chē)行業的標準之(zhī)一推行到汽車製造當中。
48V帶來的改變很多,相關人士舉例表示,比如配備了發(fā)動機啟停的車,等紅燈熄火後,空調(diào)運轉單靠12V係統供電就有些難以承受,48V的更高電壓(yā)就很(hěn)容易解決(jué)這個問(wèn)題。
在48V係統的支持下,汽油機和電氣的混(hún)合才能更加深入,電子渦輪、水(shuǐ)泵、真空泵等可(kě)能都轉化為電子驅(qū)動,進一步(bù)降低油耗,也使更(gèng)加促使廠商基(jī)於48V環境下的MHEV車型研發速度。
“48V的應用,可能使三缸機第一次擁(yōng)有電子渦輪,這將是革命性的進步,”有相(xiàng)關專家表示,傳統的渦輪受限於結(jié)構,都會出現遲滯現象,三缸機不能避免。但在48V的(de)環境(jìng)下,足以支持電子渦輪所需的電力需求,能夠使動力輸出更加平順。
此次通用汽車用於48伏係統的電池測(cè)試未通過,也正是因為其沒有完(wán)全達到歐美較高的充放電倍率標準。在(zài)這樣的組合形式下,三缸發動機和48V的搭配(pèi)能夠發揮出更(gèng)大(dà)的節能減排優勢(shì),逐步(bù)成為(wéi)汽車製造商的最優選擇。
三缸機+48V並不便宜
此前有聲(shēng)音認為,48V弱混係(xì)統是部分廠家不能攻克PHEV技術瓶頸而(ér)選擇的曲線救國技術路線。汽車預言家采訪相關人士時,對方明確表示“三缸機+48V”的技術成本並不低,尤其在三缸機最優能效(xiào)的研究上,廠商花費的精力並不少於其它解決方案。
根據目前(qián)的研究,汽(qì)車預言(yán)家(jiā)發現對於一款發動機(jī),過分減(jiǎn)少排量並非是最好的節油措施。相關(guān)專家對此解釋,內(nèi)燃機燃燒(shāo)在行業中有(yǒu)一個不成文(wén)的(de)標準,即單缸的黃金排量是0.5L,三缸機(jī)的排量則為1.5L。這一排量應當是(shì)普通(tōng)乘(chéng)用車搭載三缸機後的最佳排量(liàng)。
數據顯示,目前國內在售三缸汽車品牌已超過(guò)20個(gè),未來5年,國內銷售三缸車的汽車品牌預(yù)計(jì)超過60個。而此類產(chǎn)品將率先在今後兩年中大規模進入市場,明攆搭載三缸機的(de)車型或將超過80款。
對於(yú)目前中國市場1.0-1.5L的主流排量,基於單缸效率最優策略,選擇(zé)三缸機是一個最佳的選擇。三缸機比四缸機(jī)還有很多的優勢,如體積小、重量輕、結構緊湊(còu),沒有四缸機固有的排氣幹擾,渦(wō)輪遲滯小,有更好的低速扭矩等,特別是三缸機在結構上具備摩擦功優勢。
以Ecotec1.0T為例,1.0T三缸機和目前(qián)市場主流的自然吸氣1.5L排量附近(jìn)的四缸機相(xiàng)比,增加了電子執行器渦輪增壓器的同時(shí)還增加了鍾擺式雙質量(liàng)飛輪(lún)、雙氣道噴射DPI、機油冷卻(què)器和冷卻噴嘴等技術特(tè)征(zhēng),同時還為這個(gè)發動(dòng)機升級改進了中置可變正時,鋁缸體,高性能材(cái)料,分離式冷卻,凸輪軸球軸承等等多個零部件係統。
因此該(gāi)發動機在性能和節(jiē)油方麵全麵(miàn)超過了自然吸氣四缸機,綜合性能提升(shēng)20%,油耗下降10%。而在成本方麵,根據通用方麵數據,也相(xiàng)較於傳統自然吸(xī)氣(qì)四缸機有明顯的成本提升。
“人(rén)體的安全電壓是36V,48V弱混+電(diàn)氣化設備的應用(yòng)對整車電氣安全提出了新的要求,”相關人士表示,在現行的PHEV車型上,廠(chǎng)商隻(zhī)需要做好動(dòng)力係統部分的電氣安全,而在整車48V的(de)電氣(qì)化應用後,廠商需要考慮整車各個部位的電氣化安全性,這對於(yú)成本的提升又(yòu)了很大(dà)的(de)改變。
與第一次升級不同的是,48V電源係統將是在電氣係統的壓力下得以普及(jí),越來越(yuè)嚴峻的(de)排放(fàng)法規和油耗限製(zhì)也對其產生一定的助力。至於微型混動汽車,低(dī)成(chéng)本低油耗正是它的最大優勢。隨著市(shì)場(chǎng)的擴大(dà),未(wèi)來成本還有進一步降低的空間。並且相(xiàng)比於混(hún)動汽車和(hé)純電動汽車,它或將成為目前市場中最為適用的車型。