李爾欣
先放出結論:竊以為,這種讓燃料在“體內”燃燒,并可將那熱能轉變?yōu)闄C械能的內燃機,直到21世紀40年代都未必會滅絕。倒不是對于內燃機自身壽命或者人類的內燃機情懷有多大自信,而是那些靠電力驅動的“新能源車”即便不考慮電池的各種問題,也要等待相當長的時間以便充電或充氫網(wǎng)絡完成鋪設,并實現(xiàn)低碳、經(jīng)濟地生產(chǎn)電能或氫能,以及傳送和運輸,才能真正地統(tǒng)治汽車社會。這可不是單靠汽車企業(yè)就能完成的事兒,其間還涉及到政治等復雜的外圍因素。
相反,內燃機盡管工作原理乃至燃料的來源都已基本定型,難有改進的余地,但生產(chǎn)廠家卻可以通過技術的進化,使得內燃機的燃燒效率更高、排放更潔凈;煉油廠也可以讓生產(chǎn)過程愈發(fā)環(huán)保,并產(chǎn)出更加清潔的燃料;假如再幸運些,人類能找到礦物燃料的穩(wěn)定替代品,并可實現(xiàn)更環(huán)保的生產(chǎn)跟使用,那這種新燃料還有望激發(fā)內燃機的新春。
當然,燃料的事,咱不懂,就不再繼續(xù)掰扯,還是接著聊內燃機罷。如無意外,21世紀中葉,汽車發(fā)動機的“主食”依然是汽油或柴油,而且基本結構仍為往復式四沖程內燃機,進氣也以自然吸氣或渦輪增壓為主,表面上看跟30年前沒啥兩樣。
當然,21世紀40年代的發(fā)動機較之以前的老古董,多少還是有點不一樣的,畢竟發(fā)動機工程師不是吃空餉的虛位,自然得拿出對得起薪水的研發(fā)成果。
首先,原本涇渭分明的汽油發(fā)動機同柴油發(fā)動機,或因互補長短而變得不相上下,甚至有可能讓人在購車時備感糾結。一方面,柴油發(fā)動機的NVH指數(shù)和排放指標,原本就在持續(xù)完善并逐漸接近汽油發(fā)動機,再歷經(jīng)多年進化,自會縮小差距;而另一方面,假若HCCI均質壓燃技術、EGR廢氣再循環(huán)技術等節(jié)能技術能夠順利普及,那汽油發(fā)動機不光可以像柴油發(fā)動機一樣直接壓縮燃燒,更有望讓量產(chǎn)汽油發(fā)動機的熱效率普遍超過40%,甚至可望達到50%。
另外,繼車型平臺模塊化之后,發(fā)動機的模塊化也將成為常態(tài),從而使得發(fā)動機的研發(fā)成本得以大幅降低。而且隨著輕量化浪潮的推進,越來越多的發(fā)動機部件將改用非金屬或合金的新材料,不僅汽缸蓋、進氣歧管等周邊部件會采用新材料,甚至油底殼等重要部件也將換上非金屬材料。不過,面對日益嚴苛的環(huán)保指標以及始終追求速度激情的人類,單槍匹馬的四沖程內燃機只怕早晚會力不從心,或許主動縮小身形再跟電動機組成混合動力系統(tǒng),會變成內燃機的首選出路,不然再過10年多半會被喜新厭舊的人類束之高閣。
不過,考慮到21世紀40年代電動車很可能仍羽翼未豐,因此在很長一段時間里,混合動力將成為主流,并且無論哪種混合動力形式,包括增程式電動車,都會得到充分的發(fā)展,進而形成百花齊放的景象。
順便一提,以上只是尋常的腦洞。如果能把燃氣渦輪發(fā)動機的高功率密度和往復式四沖程發(fā)動機相對出色的燃油經(jīng)濟性結合在一起,發(fā)明一款全新的內燃機;或者把燃氣渦輪發(fā)動機微型化,再跟電動機組成混合動力系統(tǒng),并由二者分別負責高、低負荷時的動力輸出…… 想來,這或將打開新世界的大門吧?
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