內(nèi)燃機(jī)未來(lái)怎么“活”？

本文轉(zhuǎn)自蓋世汽車(chē)網(wǎng)

內(nèi)燃機(jī)未來(lái)怎么“活”？

看到這個(gè)題目的時(shí)候，也許大家會(huì)覺(jué)得很驚訝，都9102年了，還有人在談?wù)?、思考?nèi)燃機(jī)的未來(lái)。

確實(shí)，只要你打開(kāi)知乎，或者汽車(chē)類(lèi)的微信公眾號(hào)如建約車(chē)評(píng)，無(wú)一不都在討論電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，以及電池將在何時(shí)取代內(nèi)燃機(jī)成為汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源。

內(nèi)燃機(jī)被人們視為一種過(guò)時(shí)的、落后的技術(shù)，與此同時(shí)，很多地區(qū)和政府都在制定內(nèi)燃機(jī)退出時(shí)間表。比如德國(guó)政府已經(jīng)開(kāi)始研究柴油機(jī)的退出時(shí)間，法國(guó)挪威等歐洲國(guó)家在研究2030年禁止內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的生產(chǎn)；中國(guó)也有類(lèi)似的言論，要制定內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)退出時(shí)間，并且在海南已經(jīng)開(kāi)始有所行動(dòng)。

你看，作為一種“過(guò)時(shí)”的技術(shù)，它的未來(lái)看上去就是日薄西山，注定要逐漸走向衰落。

可現(xiàn)實(shí)情況就跟這種悲觀論調(diào)一樣嗎？

我的觀點(diǎn)是，在未來(lái)至少10年內(nèi)，汽車(chē)仍然離不開(kāi)內(nèi)燃機(jī)

2019年1-9月，我國(guó)新能源汽車(chē)（包括純電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)）累計(jì)生產(chǎn)83萬(wàn)輛，樂(lè)觀估計(jì)今年的產(chǎn)量為110萬(wàn)輛，而內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)仍將有近2000萬(wàn)輛的年產(chǎn)量，兩者差距非常巨大。

根據(jù)工業(yè)部最新的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，到2025年，新能源汽車(chē)要占當(dāng)年汽車(chē)總銷(xiāo)量的20%；到2030年，新能源汽車(chē)（電動(dòng)，燃料電池，強(qiáng)混）占當(dāng)年汽車(chē)總銷(xiāo)量的40%。

即使2030年，樂(lè)觀的情況下，我們實(shí)現(xiàn)了新能源產(chǎn)量達(dá)到40%的規(guī)劃，那仍然有60%的汽車(chē)以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力。而且新能源汽車(chē)這40%的占比，還包括混合動(dòng)力汽車(chē)，同樣需要內(nèi)燃機(jī)作為主要?jiǎng)恿敵觥?/p>

2030年，純內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)將不復(fù)存在，混合動(dòng)力汽車(chē)將成為主流

關(guān)于未來(lái)的汽車(chē)動(dòng)力形式，國(guó)家新能源汽車(chē)創(chuàng)新工程項(xiàng)目的專(zhuān)家認(rèn)為，混合動(dòng)力燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)將是未來(lái)主流動(dòng)力。到2035年，純電動(dòng)汽車(chē)占比將會(huì)達(dá)到40%，插電式、燃料電池汽車(chē)占比是10%，另一半是混合動(dòng)力車(chē)型。

不僅如此，沃爾沃也宣布今年開(kāi)始不再推出“純?nèi)加蛙?chē)型”。有部分媒體斷章取義以為沃爾沃要和發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)再見(jiàn)了，但其實(shí)沃爾沃的原意是：在2019年開(kāi)始全面上48V微混合動(dòng)力，只有發(fā)動(dòng)機(jī)而不搭載電機(jī)（微混系統(tǒng)）的車(chē)型將不復(fù)存在。

從政策上來(lái)看，將來(lái)國(guó)內(nèi)外也不允許純內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的出現(xiàn)。在國(guó)內(nèi)到2025年，乘用車(chē)平均油耗要降至4.0L/100km；2030年，新車(chē)能耗達(dá)到世界一流水平。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，單純靠?jī)?nèi)燃機(jī)技術(shù)的提升已經(jīng)非常困難，此時(shí)就需要電機(jī)的輔助來(lái)到達(dá)目標(biāo)。

2030年，內(nèi)燃機(jī)在汽車(chē)動(dòng)力總成的定位將發(fā)生變化。目前內(nèi)燃機(jī)是絕對(duì)主力的動(dòng)力來(lái)源，但十年后內(nèi)燃機(jī)只是動(dòng)力之一，電機(jī)也將承擔(dān)一部分動(dòng)力來(lái)源。

也正是因?yàn)?015年后汽車(chē)動(dòng)力發(fā)展趨勢(shì)新的變化，各大汽車(chē)企業(yè)都紛紛調(diào)整了自己內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。

車(chē)企提升內(nèi)燃機(jī)排放和油耗后勁不足

隨著排放的要求越來(lái)越高，國(guó)六幾乎已經(jīng)是零排放的水平；但油耗要求無(wú)論是百公里五升還是四升，對(duì)于單車(chē)來(lái)說(shuō)都是遙不可及的數(shù)字。

在國(guó)六的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，大部分車(chē)企意識(shí)到，如果依靠發(fā)動(dòng)機(jī)本身技術(shù)的提升，比如改進(jìn)燃燒室的設(shè)計(jì)，采用更高噴射壓力的噴油器或者調(diào)整進(jìn)排氣門(mén)正時(shí)等這些技術(shù)手段來(lái)降低排放，技術(shù)難度非常高，項(xiàng)目時(shí)間長(zhǎng)且成本不菲，而如果僅僅加裝排氣后設(shè)備處理排放，則是相對(duì)高效而且成本較低，是目前最短平快的方法。

同時(shí)，在熱效率上，目前主流車(chē)企已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)38%左右的熱效率，下一步即將往40%以上發(fā)展。但是目前發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率雖仍有潛力，但是再往上提升每一個(gè)點(diǎn)，則越來(lái)越需要投入更多的經(jīng)費(fèi)，來(lái)研究新的燃燒方式，使用新型材料、新技術(shù)，由此單機(jī)成本也可不避免的大幅提升。

以國(guó)六的發(fā)動(dòng)機(jī)主流配置為例：為了提高熱效率，大多上了以前沒(méi)有的電動(dòng)機(jī)油泵、電動(dòng)水泵、可變?cè)鰤浩?，再加上一些EGR技術(shù)和輕量化技術(shù)的加成，額外的增加后處理設(shè)備成本，目前單發(fā)動(dòng)機(jī)成本比國(guó)五高出近千元。

實(shí)際上，消費(fèi)者也不見(jiàn)得愿意為你的新技術(shù)買(mǎi)單，因此關(guān)于要不要繼續(xù)在內(nèi)燃機(jī)上大手筆投入，研究下一代內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品，以及新技術(shù)投入的性?xún)r(jià)比問(wèn)題，在企業(yè)內(nèi)部都存在很大爭(zhēng)議。

再者，由于新能源技術(shù)和智能駕駛發(fā)展的預(yù)期，車(chē)企這些年明顯加大了在這兩塊領(lǐng)域的投入力度—— 畢竟誰(shuí)都不想輸?shù)粑磥?lái)，相應(yīng)的在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)方面的投入則會(huì)減少。

在民用的發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，車(chē)企都要是追求利益最大化。徹底丟棄內(nèi)燃機(jī)是不可能的，但是如何找到最合適的內(nèi)燃機(jī)發(fā)展方向，似乎還是一個(gè)疑問(wèn)。目前看來(lái)，最現(xiàn)實(shí)的做法是電機(jī)配合內(nèi)燃機(jī)來(lái)發(fā)展混合動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)熱效率和排放的雙贏。

混合動(dòng)力下的內(nèi)燃機(jī)發(fā)展方向

內(nèi)燃機(jī)有一些特定的工況點(diǎn)，熱效率和排放就是很差，這不是技術(shù)無(wú)能的問(wèn)題，而是熱機(jī)的通病。

比如在起步階段，汽車(chē)克服慣性力做功，需要加大噴油量，這個(gè)階段油耗比較高；

在一些低速行駛工況，轉(zhuǎn)速低，缸內(nèi)混合氣混合不均勻以及燃燒溫度不夠高，發(fā)動(dòng)機(jī)處于高排放高油耗區(qū)域；

在一些急加速工況，需要猛踩油門(mén)的時(shí)候，為了持續(xù)獲得大的動(dòng)力輸出，會(huì)加濃噴油，此時(shí)油耗也偏高；

如果將這些工況直接用電機(jī)來(lái)代替，內(nèi)燃機(jī)不參與這些工況運(yùn)轉(zhuǎn)，那汽車(chē)完全能同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)油和降低排放。以卡羅拉雙擎為例，這款省油又好開(kāi)的混合動(dòng)力車(chē)型是如今滴滴司機(jī)的最?lèi)?ài)，卡羅拉雙擎搭載的是1.8L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，工信部油耗只有1.3L/100km，即使拋棄過(guò)于理想的工信部油耗不說(shuō)，市區(qū)行駛的實(shí)測(cè)油耗也只有3.5L/100km左右。目前沒(méi)有哪款內(nèi)燃機(jī)車(chē)能做到如此低的油耗，以后也不會(huì)有。

在這個(gè)思路下，2030年的內(nèi)燃機(jī)發(fā)展將是兩個(gè)方面：

第一，以前對(duì)內(nèi)燃機(jī)優(yōu)化，都會(huì)進(jìn)行全工況優(yōu)化調(diào)教，設(shè)計(jì)改進(jìn)。這種做法在混合動(dòng)力時(shí)代也許不需要了，新時(shí)期的內(nèi)燃機(jī)可以研發(fā)適合混合動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。只針對(duì)部分高效低排工況進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，由“面面俱到”向“某些點(diǎn)”工況進(jìn)行轉(zhuǎn)變。這種方式的前提是通過(guò)內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)的結(jié)合，讓內(nèi)燃機(jī)更多的運(yùn)行在高效率低排放區(qū)間，通過(guò)軟件和硬件的共同設(shè)計(jì)來(lái)讓內(nèi)燃機(jī)避免運(yùn)行在那些低效點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體熱效率和排放的提升。

第二，2030年的內(nèi)燃機(jī)將出現(xiàn)越來(lái)越多的小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，2.0L以上都將屬于大排量奢侈品了。由于48V微混系統(tǒng)或者高壓強(qiáng)混系統(tǒng)的配置，電機(jī)已經(jīng)能夠?yàn)槠?chē)提供一部分的動(dòng)力，不再需要大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，混合動(dòng)力汽車(chē)裝配了電機(jī)和電池之后，空間的布置上更加擁擠，因此發(fā)動(dòng)機(jī)必須做出犧牲——使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)是以后混合動(dòng)力汽車(chē)下內(nèi)燃機(jī)趨勢(shì)。

作者簡(jiǎn)介：何先生，某汽車(chē)公司前標(biāo)定工程師，現(xiàn)汽車(chē)軟件工程師

（本文來(lái)自于蓋世汽車(chē)網(wǎng)）

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