隨著中國汽車保有量的快速增長,二氧化碳、一氧化碳、硫化物等尾氣對環(huán)境的污染越來越明顯。在此背景下,國家陸續(xù)出臺系列燃油車節(jié)能減排政策與規(guī)定,對汽車排放標準提出越來越高的要求。各大車企為了達到節(jié)能減排目的,在發(fā)動機技術方面用盡心思,摸索著中國汽車節(jié)能減排技術的正確走向。但是,中國汽車節(jié)能減排技術發(fā)展趨勢究竟是什么?汽車節(jié)能減排領域專家、學者通過探討,認為小排量渦輪增壓技術可以兼顧低油耗、低排放,以及良好的動力性,對于未來汽車節(jié)能減排技術發(fā)展來說是一個不錯的選擇。
小排量強優(yōu)勢 ?自帶節(jié)能減排的屬性
從4缸的盛行到3缸的登場,小排量汽車發(fā)動機受青睞的主要原因,是明顯的節(jié)能減排效果。以發(fā)動機氣缸特點來看,汽車發(fā)動機的單缸排量都相當,在0.3L~0.5L左右,同等狀態(tài)下氣缸數(shù)量與汽車排量成正比。從內部構造來看,小排量發(fā)動機氣缸表面積較小,氣門、連桿、火花塞等運轉部件較少,能夠有效降低摩擦產生的動力消耗、提高負荷率和熱效能,從而提升燃油經濟性、降低污染氣體的排放量,還可以保證動力輸出效率。所以,為了實現(xiàn)更好的節(jié)能減排效果,小排量的3缸和4缸發(fā)動機成為了世界大部分乘用車廠商和發(fā)動機廠家的共識,在汽車市場越來越主流。
小渦輪高科技
實現(xiàn)動力與經濟平衡
渦輪增壓發(fā)動機技術已經擁有一百多年的歷史,從第一次運用在汽車上被注冊專利發(fā)展到現(xiàn)在,進行了持續(xù)進化與技術突破。傳統(tǒng)的單渦輪增壓技術,通過增加進氣量,使燃油更加充分地燃燒,進一步提升經濟性與動力性。電控渦輪增壓技術解決了單渦輪低速遲滯問題,進氣時機和進氣效率得到進一步優(yōu)化,大幅減低污染氣體排放的同時,實現(xiàn)了更加平順穩(wěn)定的動力輸出。
現(xiàn)在,渦輪增壓技術越來越成熟,應用在小排量發(fā)動機上表現(xiàn)出更加突出的動力性、經濟性和平順性,不僅能達到國家節(jié)能減排政策規(guī)定標準,還可以滿足消費者對汽車使用的要求?;谝陨蟽?yōu)勢,小排量渦輪增壓發(fā)動機技術,被汽車節(jié)能減排領域專家、學者一致認為是現(xiàn)階段燃油車節(jié)能減排最佳發(fā)展方向。其中,一些表現(xiàn)更加突出的先進技術備受認可,比如缸內直噴技術、控制進氣與排氣技術等。
缸內直噴技術則可以將燃油由噴嘴直接噴入氣缸內,與空氣混合。在電子控制單元的配合下,可以根據吸入的空氣量精確地控制燃油和噴射量和噴射時間,高壓的燃油噴射系統(tǒng)可以使油氣的霧化和混合效率更加優(yōu)異,使混合氣體燃燒更加充分,提高汽油機熱效率,降低油耗,提高發(fā)動機性能。目前,領先的缸內直噴技術,可以使最大扭矩轉速提升60%。
進排氣系統(tǒng)是發(fā)動機的“咽喉”,對于節(jié)能減排至關重要??刂七M氣與排氣技術優(yōu)化,可以通過切換不同角度的凸輪改變氣門開啟角度,滿足發(fā)動機在不同轉速下的進氣需求,提升進排氣效率,讓發(fā)動機在日常使用的較低轉速下實現(xiàn)更優(yōu)良的燃油經濟性和穩(wěn)定性,降低油耗的同時,達成高轉速區(qū)域下更多的進氣量,以榨取盡可能大的功率,能達到甚至超過100ps/L的高額升功率。
這些先進技術,在一些日系發(fā)動機上可以看到,通過進排氣可變氣門正時和升程技術、燃料分層缸內直噴技術、高響應渦輪增壓技術等組合應用,極大地降低了油耗、減少有害氣體排放,可以使燃燒效率高達38%,實現(xiàn)節(jié)能減排與動力輸出的平衡。
現(xiàn)在,汽車節(jié)能減排技術呈多樣化發(fā)展趨勢,但是從目前的發(fā)展情況來看,氫動力汽車大批量生產還需要一段時間,純電動汽車面臨制造成本高、續(xù)航里程短、充電設施少等短板,而搭載小排量渦輪增壓發(fā)動機的汽車兼具經濟性、低油耗、低排放、動力強等屬性,更加符合國家節(jié)能減排政策要求和消費者的用車需求,是汽車節(jié)能減排發(fā)展中最有效的方案之一。