不談新能源 這次聊聊2017十大節(jié)能汽車技術(shù)

前些天筆者在整理車企新車規(guī)劃時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多車企計(jì)劃在2017年推出新能源車型，而關(guān)注下近期的相關(guān)新聞，例如吉利被爆與Swatch合作開發(fā)電動(dòng)車高性能電池、上汽集團(tuán)擬投入72億元募集資金用于新能源汽車項(xiàng)目等，也都無不證實(shí)車企在新能源汽車領(lǐng)域所作的努力。而如果說車企這些舉動(dòng)與油耗和排放標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)不無關(guān)系，那么同樣不能忽略的是，車企們?cè)趥鹘y(tǒng)汽車領(lǐng)域也在頻出“高招”，而其中那些正在節(jié)能減排方面發(fā)揮重要作用的技術(shù)同樣值得濃墨重彩。因此，蓋世汽車近日根據(jù)市場(chǎng)關(guān)注度、市場(chǎng)影響力等整理出2017十大熱門汽車節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)與您共享！

1、缸內(nèi)直噴

與傳統(tǒng)的歧管噴射不同的是，缸內(nèi)直噴（GDI）就是將燃油噴嘴安裝于氣缸內(nèi)，直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與進(jìn)氣混合。噴射壓力進(jìn)一步提高，使燃油霧化更加細(xì)致，同時(shí)，噴嘴位置、噴霧形狀、進(jìn)氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設(shè)計(jì)，使油氣能夠在整個(gè)氣缸內(nèi)充分、均勻的混合，能量轉(zhuǎn)化效率更高，增加發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率同時(shí)提升燃油經(jīng)濟(jì)性。

點(diǎn)評(píng)：早在50-70年代，缸內(nèi)直噴技術(shù)便已經(jīng)存在，但是最終因電控技術(shù)尚不成熟、成本過高、氮氧化物排放不達(dá)標(biāo)等一些原因而被擱置下來。如今，隨著車企技術(shù)能力的提升，加之油耗標(biāo)法規(guī)的推動(dòng)，搭載缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的車型在市場(chǎng)上越來越常見。業(yè)內(nèi)人士指出，未來三到五年時(shí)間內(nèi)，車企基本都會(huì)采用這一技術(shù)。不過，相比傳統(tǒng)的進(jìn)氣道噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)(PFI)，采用GDI技術(shù)雖然降低了燃油消耗，但其顆粒物排放卻大于傳統(tǒng)的PFI，而從技術(shù)人員對(duì)此的反饋來看，這似乎并不是大問題，通過后處理或其他技術(shù)是可以解決的。

2、自動(dòng)停缸

停缸技術(shù)也稱為可變排量技術(shù)，是指發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，通過相關(guān)機(jī)構(gòu)切斷部分氣缸的燃油供給、點(diǎn)火和進(jìn)排氣，停止其工作，使剩余工作氣缸負(fù)荷率增大，以提高效率，降低燃油消耗。

點(diǎn)評(píng)：近兩年，通用、本田、克萊斯勒、大眾、福特、奔馳等多家企業(yè)都在其新車型上搭載了這一技術(shù)。并且隨著各種計(jì)算機(jī)及電子控制裝置在汽車上的大量應(yīng)用，這一技術(shù)本身也越來越完善，應(yīng)用范圍也從大排量發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸擴(kuò)展到了小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上。當(dāng)然，停缸技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也有難點(diǎn)，例如實(shí)現(xiàn)氣門關(guān)閉的停閥機(jī)構(gòu)、空間布置和切換速度等必須適用于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)，另外停缸也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)和整車的振動(dòng)與噪聲(NVH)性能惡化，而由此所帶來的軟硬件的增加又會(huì)導(dǎo)致停缸發(fā)動(dòng)機(jī)成本的增加。不過基于這一技術(shù)可以有效節(jié)省能耗，車企們已經(jīng)設(shè)法推出各種方案來解決這些問題。

3、分層燃燒

分層燃燒的好處在于熱效率高、節(jié)流損失少、有限的燃料盡可能多地轉(zhuǎn)化成工作能量。其基本原理是，發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣行程活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，ECU控制噴油嘴先進(jìn)行一次小量的噴油，使氣缸內(nèi)形成稀薄混合氣，而在活塞壓縮到上止點(diǎn)時(shí)再進(jìn)行第二次噴油，利用活塞頂?shù)奶厥饨Y(jié)構(gòu)讓火花塞附近出現(xiàn)混合氣相對(duì)濃度較高的區(qū)域，然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內(nèi)的稀薄混合氣，從而實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)的稀薄燃燒，這就可以用更少的燃油達(dá)到同樣的燃燒效果，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗更低。

點(diǎn)評(píng)：了解缸內(nèi)直噴的人士大多對(duì)分層燃燒也有所耳聞，從技術(shù)的角度來看，兩者關(guān)系匪淺：缸內(nèi)直噴是分層燃燒的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，而分層燃燒又是缸內(nèi)直噴能夠省油的重要手段。目前，國外許多車企都有自己的缸內(nèi)直噴分層燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，而就國內(nèi)來說，也有一部分車企在此方面在做相關(guān)的嘗試，但由于分層燃燒對(duì)于油品的要求較高，所帶來的成本也相對(duì)較高，此外還需解決氮氧化物的排放問題等，目前其在國內(nèi)的應(yīng)用還不是很廣泛。不過，隨著國內(nèi)油品質(zhì)量的提升等方面的進(jìn)步，此類適應(yīng)高效低耗趨勢(shì)的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)有不錯(cuò)的前景。

4、阿特金森循環(huán)

1882年，英國工程師JamesAtkinson（詹姆斯·阿特金森）在使用奧托循環(huán)（四沖程循環(huán)）內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)上，通過一套復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮行程大于膨脹行程，這種巧妙的設(shè)計(jì)，不僅改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比高于壓縮比，有效地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理被稱為阿特金森循環(huán)。

點(diǎn)評(píng)：目前，這一技術(shù)除了應(yīng)用在馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)上，更為普遍的應(yīng)用是在混動(dòng)車型上，如豐田系的普銳斯、卡羅拉、雷凌等混動(dòng)版，雷克薩斯的CT200、RX450h混動(dòng)版等。這主要是因?yàn)?，其與混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合所發(fā)揮的作用更為明顯：車輛起步階段，通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可以保證動(dòng)力性能。而在中高速勻速行駛時(shí)，由于阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高，又可以有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性。未來幾年，隨著市面上混動(dòng)車型的逐漸增加，阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用無疑也會(huì)越來越多。

5、可變氣門正時(shí)系統(tǒng)

傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)系統(tǒng)，是一種配氣相位即氣門開啟關(guān)閉一成不變的機(jī)械系統(tǒng)，這種配氣系統(tǒng)很難滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在多種工況對(duì)配氣的需要，不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速工況下均輸出強(qiáng)勁的動(dòng)力要求。而可變氣門正時(shí)系統(tǒng)（VVT）是一種改變氣門開啟時(shí)間或開啟大小的電控系統(tǒng)，通過在不同轉(zhuǎn)速下為車輛匹配更合理的氣門開啟或關(guān)閉時(shí)刻，來增強(qiáng)車輛扭矩輸出的均衡性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率并降低車輛的油耗。

點(diǎn)評(píng)：整體來看，可變氣門正時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)成為了比較大眾化的技術(shù)，目前市場(chǎng)在售的車型已經(jīng)有很大部分的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配了這一系統(tǒng)。就國內(nèi)自主品牌來說，雖說這方面技術(shù)水平不一，但也取得了不少的進(jìn)展。而在具體的技術(shù)應(yīng)用上，各廠家的做法有所不同，其中雙可變氣門正時(shí)技術(shù)是近兩年較常見的方式，具體來說，它是通過可變氣門正時(shí)系統(tǒng)與可變氣門升程技術(shù)結(jié)合的方式，為發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供更高的進(jìn)、排氣效率。

6、可變氣門升程

傳統(tǒng)汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程——凸輪型線設(shè)計(jì)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在全工況下的平衡性選擇。其結(jié)果是發(fā)動(dòng)機(jī)既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。但得到了全工況下最平衡的性能。而“可變氣門升程”技術(shù)（VVL），就是利用一系列的手段，讓氣門打開的深度可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的轉(zhuǎn)速二改變：低速時(shí)，減小氣門開啟深度，可以提升氣缸里的真空度，加快氣流速度；高速時(shí)，氣流速度已經(jīng)足夠大，那么就加深氣門開啟深度，加大進(jìn)氣量。這樣一來，就可以實(shí)現(xiàn)高低速發(fā)動(dòng)機(jī)性能的兼顧了。

點(diǎn)評(píng)：正如以上所說，可變氣門正時(shí)技術(shù)幾乎已成為當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，然而它對(duì)動(dòng)力提升的幫助不大，而將其與可變氣門升程技術(shù)有效的結(jié)合起來時(shí)，則可為發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進(jìn)、排氣效率，彌補(bǔ)其缺憾。不過，由于“可變氣門升程”相比VVT要更復(fù)雜，制造精度、耐用性等要求也更高，因此目前市面上該技術(shù)的代表企業(yè)還主要以本田、英菲尼迪、三菱等相對(duì)有實(shí)力的車企為主。

7、自動(dòng)啟停

自動(dòng)啟停系統(tǒng)是一套可以自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火和點(diǎn)火的系統(tǒng)。搭載發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)的車輛，在行駛途中臨時(shí)停車時(shí)會(huì)自動(dòng)熄火。當(dāng)需要繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)。它能夠盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速空轉(zhuǎn)時(shí)間，減少不必要的燃油消耗，降低排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于自動(dòng)啟停，業(yè)內(nèi)人士已然十分熟悉了。由于具有提升燃油經(jīng)濟(jì)性的作用，這一系統(tǒng)已然成為很多新推出車型的一個(gè)必備配置。但是這一系統(tǒng)自推出至今也受到了不少的詬病，損傷發(fā)動(dòng)機(jī)、體驗(yàn)差等問題頻受車主吐槽，并且在實(shí)際使用中節(jié)油效果也受到了質(zhì)疑。而換個(gè)角度來看，大部分車企仍舊在新車型中標(biāo)配了這一技術(shù)，例如一汽豐田已上市的新款威馳、東風(fēng)標(biāo)致全新308，以及即將上市的長安CX70T等?？梢娷嚻筮€是十分看好這一技術(shù)，至于以上所提到的負(fù)面問題，相信他們也是有信心解決的。

8、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元（ECU）等組成。其原理是：轉(zhuǎn)矩傳感器與轉(zhuǎn)向軸（小齒輪軸）連接在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器開始工作，把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角位移變成電信號(hào)傳給ECU，ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號(hào)決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向。因此它可以很容易地實(shí)現(xiàn)在車速不同時(shí)提供電動(dòng)機(jī)不同的助力效果，保證汽車在低速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)輕便靈活，高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)穩(wěn)定可靠。

點(diǎn)評(píng)：相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，歐美市場(chǎng)目前EPS的普及率達(dá)80%以上，國內(nèi)市場(chǎng)僅占30%左右，未來基本會(huì)以每年兩位數(shù)的速率實(shí)現(xiàn)跳躍式增長。需要指出的是，不僅電動(dòng)車在標(biāo)配EPS，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車同樣在積極采用這一先進(jìn)技術(shù)，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多搭載這一系統(tǒng)的車型，例如東風(fēng)日產(chǎn)軒逸、傳祺GA3S視界、別克英朗等等。

9、制動(dòng)能量回收

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)是指一種應(yīng)用于汽車或者軌道交通上的，能夠?qū)⒅苿?dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并將其存儲(chǔ)在電容器內(nèi)，在使用時(shí)可迅速將能力釋放的系統(tǒng)。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)包括與車型相適配的發(fā)電機(jī)、蓄電池以及可以監(jiān)視電池電量的智能電池管理系統(tǒng)。該類型車輛在制動(dòng)或慣性滑行中釋放出的多余能量，并通過發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，再儲(chǔ)存在蓄電池中，用于之后的加速行駛。這個(gè)蓄電池還可為車內(nèi)耗電設(shè)備供電，降低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴、發(fā)動(dòng)機(jī)油耗及二氧化碳排放。

點(diǎn)評(píng)：制動(dòng)能量回收是現(xiàn)代電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力車重要技術(shù)之一，也是當(dāng)前整車和零部件企業(yè)所大肆宣傳和積極研發(fā)的技術(shù)。目前，博世、大陸、法雷奧等國際零部件企業(yè)已經(jīng)有這方面的技術(shù)儲(chǔ)備，并且已投入實(shí)際應(yīng)用。國內(nèi)汽車零部件企業(yè)也在進(jìn)行積極的研發(fā)，并取得了一定的進(jìn)展。另外從目前來看，該系統(tǒng)一般可實(shí)現(xiàn)能量回收10%~20%，至于具體可回收多少，則與電池性能、車輛運(yùn)行狀態(tài)等有關(guān)。

10、微混合動(dòng)力系統(tǒng)

在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率占據(jù)整個(gè)系統(tǒng)輸出功率的比重可分為微混、中混和全混三種，其中為混合動(dòng)力系統(tǒng)是指以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ矗姍C(jī)作為輔助動(dòng)力，具備制動(dòng)能量回收功能的混合動(dòng)力汽車。

點(diǎn)評(píng)：近兩年，業(yè)界對(duì)于微混合動(dòng)力的關(guān)注度可以說是前所未有的，一方面油耗及排放法規(guī)的加嚴(yán)使業(yè)界對(duì)一切可能對(duì)此有益的方案引起注意；另一方面，48V微混系統(tǒng)的火熱以及企業(yè)相關(guān)規(guī)劃的落實(shí)也確實(shí)讓業(yè)界看到了微混合動(dòng)力在當(dāng)前所能夠發(fā)揮的重要作用；此外，相對(duì)于中混以及全混動(dòng)力系統(tǒng)，微混系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)，也更具備成本優(yōu)勢(shì)。從相關(guān)企業(yè)的布局來看，微混合動(dòng)力系統(tǒng)也將是未來幾年的重要節(jié)能方式。