根據2016年底出臺的《輕型汽車汙染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》檔案,國六排放標準最早實施時間為2020年7月份。而實際上多地省市都已提前進入了“國六”時代,上海、深圳、天津、重慶、河北、河南、廣東、山東、山西、海南、安徽、陝西、四川等地,自2019年7月1日起,輕型汽車都將執行國六標準。
對於提前到來的國六標準,甚至直接過渡到國六b,這對於各家車企必然造成較大的壓力。技術積累比較深厚的廠商透過最佳化發動機零部件及發動機效能指標以達到標準要求,或者透過混合動力或48V的方式實現排放指標的最佳化。也有一些車企為了應對國六排放標準會採取“緩兵之計”。即基於現有發動機架構,透過新的軟體標定手段,以及調整發動機內部進排氣,發動機工作溫度,噴油時刻等方式來減少排放物的輸出,以滿足國六排放標準。但這麼做的同時,必然會對發動機動力輸出,以及油耗表現產生影響。畢竟發動機作為一項系統工程,排放,油耗,動力三大指標是相互影響,牽一髮而動全身的。長遠來看這種方式無異於飲鴆止渴,因此我們僅對透過正向開發應對國六標準的車企進行一些簡短的分析。
對於動力總成技術積累比較豐富的車企來說,國六標準的實施也是對於自家動力總成系統進行深度技術革新的機會。類似合資的上汽通用、自主品牌中的上汽乘用車都是這種正向開發的代表。以目前上汽通用為旗下新車搭載的第八代Ecotec發動機系列為例,針對這一系列中的 1.3T發動機,通用採用全新模組化架構設計,引入電子水泵+電控球閥模組的ATM主動熱管理系統,創新搭載35Mpa高壓直噴技術、全可變排量機油泵、電動放氣閥渦輪增壓器、智慧主動電控碳罐泵等智慧機電一體化技術,最佳化動力效能,提升效率。因此雖然比上一代Ecotec 1.5T發動機排量略小,但其實際動力的表現卻更好,油耗也更低了,同時滿足國六b嚴苛的排放法規標準。
除了從發動機本身零部件及效能標定方面出發,深度最佳化動力總成技術方面做文章,各家車企的另一個主攻方向顯然是混合動力。在這方面最具代表性的無疑是豐田的混合動力,瞭解的朋友應該都聽過“世界上只有兩種混動,一種是豐田混動,另外一種是其他混動”——這句話足以說明豐田混動系統THS(Toyota Hybrid System)的歷史地位。豐田混動較其他車企最大的特色就是使用了行星齒輪,透過行星齒輪將發動機和電機的雙輸入結合到一起,發動機可以透過機械傳動驅動車輪,但車輛速度不決定發動機轉速,車輛負載也不決定發動機轉矩。這種方式有效的彌補了串聯混合動力在發動機發電電動機放電過程中效率低的不足,也改善了並聯混合動力發動機轉速仍然收到車輛速度影響的情況。使得發動機可以保持在燃油經濟性和動力性最優的工況下輸出動力,從而達到改善排放的目的。
另一方面本田新開發的混動系統專用2.0L阿特金森發動機採用了VTEC技術,凸輪相位可變,將阿特金森迴圈控制在最佳狀態,比上一代混合動力系統中的2.0L發動機燃油經濟性提高了10%。同時將原有電機系統的圓形銅線改為了方形銅線,優化了銅線的繞組密度。實現了混動技術的突破,這也使得本田在混合動力方面後來居上,漸漸形成了和豐田混動分庭抗禮的形勢。
最後我們來說說48V的應用,關於48V究竟是不是未來動力總成的發展方向我們暫且不表,單純從48V改善燃油經濟性及動力性方面,確實是有所貢獻的。國內自主品牌像吉利,國外像賓士、奧迪的48V技術都是比較成熟的應用在量產車型上的典範。通俗來說,48V比較主流的技術是透過BSG電機在短時間內可以將發動機轉速加速至怠速以上,輔助起步,實現快速啟停的功能。由於替發動機分擔掉了一部分工作,並且內燃機啟動怠速時排放物會較多,加入BSG電機後,大約可以降低8%的有害物排放,同時節省掉小部分的燃油,並且可以降低啟動時的發動機噪音。從效果上來說,BSG電機是無法驅動車輛行駛的,對燃油消耗量提升也並不算明顯。但對排放物的減少,是顯而易見的,在排放法規日益嚴苛的今天,這是非常有優勢的一點。除此之外還有很重要的一點,那就是該項技術成本很低,對發動機原結構改動也很小,產業化非常容易。
在排放法規日益嚴苛的市場環境下,新能源汽車技術還不夠成熟的大背景下,傳統內燃機還是要作為主流動力總成基礎陪伴我們很多年,因此各大車企在結合新技術,改善內燃機燃油經濟性、動力性等方面要做的技術研發還是需要繼續的。可以說國六排放法規的實施也為各大車企提供了深化正向開發的機遇,相信在國六背景下各家車企的博弈會更加精彩。
根據2016年底出臺的《輕型汽車汙染物排放限值及測量方法(中國第六階段)》檔案,國六排放標準最早實施時間為2020年7月份。而實際上多地省市都已提前進入了“國六”時代,上海、深圳、天津、重慶、河北、河南、廣東、山東、山西、海南、安徽、陝西、四川等地,自2019年7月1日起,輕型汽車都將執行國六標準。
對於提前到來的國六標準,甚至直接過渡到國六b,這對於各家車企必然造成較大的壓力。技術積累比較深厚的廠商透過最佳化發動機零部件及發動機效能指標以達到標準要求,或者透過混合動力或48V的方式實現排放指標的最佳化。也有一些車企為了應對國六排放標準會採取“緩兵之計”。即基於現有發動機架構,透過新的軟體標定手段,以及調整發動機內部進排氣,發動機工作溫度,噴油時刻等方式來減少排放物的輸出,以滿足國六排放標準。但這麼做的同時,必然會對發動機動力輸出,以及油耗表現產生影響。畢竟發動機作為一項系統工程,排放,油耗,動力三大指標是相互影響,牽一髮而動全身的。長遠來看這種方式無異於飲鴆止渴,因此我們僅對透過正向開發應對國六標準的車企進行一些簡短的分析。
對於動力總成技術積累比較豐富的車企來說,國六標準的實施也是對於自家動力總成系統進行深度技術革新的機會。類似合資的上汽通用、自主品牌中的上汽乘用車都是這種正向開發的代表。以目前上汽通用為旗下新車搭載的第八代Ecotec發動機系列為例,針對這一系列中的 1.3T發動機,通用採用全新模組化架構設計,引入電子水泵+電控球閥模組的ATM主動熱管理系統,創新搭載35Mpa高壓直噴技術、全可變排量機油泵、電動放氣閥渦輪增壓器、智慧主動電控碳罐泵等智慧機電一體化技術,最佳化動力效能,提升效率。因此雖然比上一代Ecotec 1.5T發動機排量略小,但其實際動力的表現卻更好,油耗也更低了,同時滿足國六b嚴苛的排放法規標準。
除了從發動機本身零部件及效能標定方面出發,深度最佳化動力總成技術方面做文章,各家車企的另一個主攻方向顯然是混合動力。在這方面最具代表性的無疑是豐田的混合動力,瞭解的朋友應該都聽過“世界上只有兩種混動,一種是豐田混動,另外一種是其他混動”——這句話足以說明豐田混動系統THS(Toyota Hybrid System)的歷史地位。豐田混動較其他車企最大的特色就是使用了行星齒輪,透過行星齒輪將發動機和電機的雙輸入結合到一起,發動機可以透過機械傳動驅動車輪,但車輛速度不決定發動機轉速,車輛負載也不決定發動機轉矩。這種方式有效的彌補了串聯混合動力在發動機發電電動機放電過程中效率低的不足,也改善了並聯混合動力發動機轉速仍然收到車輛速度影響的情況。使得發動機可以保持在燃油經濟性和動力性最優的工況下輸出動力,從而達到改善排放的目的。
另一方面本田新開發的混動系統專用2.0L阿特金森發動機採用了VTEC技術,凸輪相位可變,將阿特金森迴圈控制在最佳狀態,比上一代混合動力系統中的2.0L發動機燃油經濟性提高了10%。同時將原有電機系統的圓形銅線改為了方形銅線,優化了銅線的繞組密度。實現了混動技術的突破,這也使得本田在混合動力方面後來居上,漸漸形成了和豐田混動分庭抗禮的形勢。
最後我們來說說48V的應用,關於48V究竟是不是未來動力總成的發展方向我們暫且不表,單純從48V改善燃油經濟性及動力性方面,確實是有所貢獻的。國內自主品牌像吉利,國外像賓士、奧迪的48V技術都是比較成熟的應用在量產車型上的典範。通俗來說,48V比較主流的技術是透過BSG電機在短時間內可以將發動機轉速加速至怠速以上,輔助起步,實現快速啟停的功能。由於替發動機分擔掉了一部分工作,並且內燃機啟動怠速時排放物會較多,加入BSG電機後,大約可以降低8%的有害物排放,同時節省掉小部分的燃油,並且可以降低啟動時的發動機噪音。從效果上來說,BSG電機是無法驅動車輛行駛的,對燃油消耗量提升也並不算明顯。但對排放物的減少,是顯而易見的,在排放法規日益嚴苛的今天,這是非常有優勢的一點。除此之外還有很重要的一點,那就是該項技術成本很低,對發動機原結構改動也很小,產業化非常容易。
在排放法規日益嚴苛的市場環境下,新能源汽車技術還不夠成熟的大背景下,傳統內燃機還是要作為主流動力總成基礎陪伴我們很多年,因此各大車企在結合新技術,改善內燃機燃油經濟性、動力性等方面要做的技術研發還是需要繼續的。可以說國六排放法規的實施也為各大車企提供了深化正向開發的機遇,相信在國六背景下各家車企的博弈會更加精彩。