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不谈新能源 这次聊聊2017十大节能汽车技术

前些天笔者在整理车企新车规划时发现,很多车企计划在2017年推出新能源车型,而关注下近期的相关新闻,例如吉利被爆与Swatch合作开发电动车高性能电池、上汽集团拟投入72亿元募集资金用于新能源汽车项目等,也都无不证实车企在新能源汽车领域所作的努力。而如果说车企这些举动与油耗和排放标准的加严不无关系,那么同样不能忽略的是,车企们在传统汽车领域也在频出“高招”,而其中那些正在节能减排方面发挥重要作用的技术同样值得浓墨重彩。因此,盖世汽车近日根据市场关注度、市场影响力等整理出2017十大热门汽车节能技术,现与您共享!

1、缸内直喷

与传统的歧管喷射不同的是,缸内直喷(GDI)就是将燃油喷嘴安装于气缸内,直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力进一步提高,使燃油雾化更加细致,同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,能量转化效率更高,增加发动机工作效率同时提升燃油经济性。

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点评:早在50-70年代,缸内直喷技术便已经存在,但是最终因电控技术尚不成熟、成本过高、氮氧化物排放不达标等一些原因而被搁置下来。如今,随着车企技术能力的提升,加之油耗标法规的推动,搭载缸内直喷发动机的车型在市场上越来越常见。业内人士指出,未来三到五年时间内,车企基本都会采用这一技术。不过,相比传统的进气道喷射式发动机(PFI),采用GDI技术虽然降低了燃油消耗,但其颗粒物排放却大于传统的PFI,而从技术人员对此的反馈来看,这似乎并不是大问题,通过后处理或其他技术是可以解决的。

2、自动停缸

停缸技术也称为可变排量技术,是指发动机在部分负荷下运行时,通过相关机构切断部分气缸的燃油供给、点火和进排气,停止其工作,使剩余工作气缸负荷率增大,以提高效率,降低燃油消耗。

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点评:近两年,通用、本田、克莱斯勒、大众、福特、奔驰等多家企业都在其新车型上搭载了这一技术。并且随着各种计算机及电子控制装置在汽车上的大量应用,这一技术本身也越来越完善,应用范围也从大排量发动机逐渐扩展到了小排量发动机上。当然,停缸技术在实际应用中也有难点,例如实现气门关闭的停阀机构、空间布置和切换速度等必须适用于目标发动机,另外停缸也会导致发动机和整车的振动与噪声(NVH)性能恶化,而由此所带来的软硬件的增加又会导致停缸发动机成本的增加。不过基于这一技术可以有效节省能耗,车企们已经设法推出各种方案来解决这些问题。

3、分层燃烧

分层燃烧的好处在于热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量。其基本原理是,发动机在吸气行程活塞到达下止点时,ECU控制喷油嘴先进行一次小量的喷油,使气缸内形成稀薄混合气,而在活塞压缩到上止点时再进行第二次喷油,利用活塞顶的特殊结构让火花塞附近出现混合气相对浓度较高的区域,然后利用这部分较浓的混合气引燃汽缸内的稀薄混合气,从而实现气缸内的稀薄燃烧,这就可以用更少的燃油达到同样的燃烧效果,使得发动机的油耗更低。

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点评:了解缸内直喷的人士大多对分层燃烧也有所耳闻,从技术的角度来看,两者关系匪浅:缸内直喷是分层燃烧的实现基础,而分层燃烧又是缸内直喷能够省油的重要手段。目前,国外许多车企都有自己的缸内直喷分层燃烧发动机,而就国内来说,也有一部分车企在此方面在做相关的尝试,但由于分层燃烧对于油品的要求较高,所带来的成本也相对较高,此外还需解决氮氧化物的排放问题等,目前其在国内的应用还不是很广泛。不过,随着国内油品质量的提升等方面的进步,此类适应高效低耗趋势的发动机会有不错的前景。

4、阿特金森循环

1882年,英国工程师JamesAtkinson(詹姆斯·阿特金森)在使用奥托循环(四冲程循环)内燃机的基础上,通过一套复杂的连杆机构,使得发动机的压缩行程大于膨胀行程,这种巧妙的设计,不仅改善了发动机的进气效率,也使得发动机的膨胀比高于压缩比,有效地提高了发动机效率,这种发动机的工作原理被称为阿特金森循环。

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点评:目前,这一技术除了应用在马自达的创驰蓝天发动机上,更为普遍的应用是在混动车型上,如丰田系的普锐斯、卡罗拉、雷凌等混动版,雷克萨斯的CT200、RX450h混动版等。这主要是因为,其与混动系统结合所发挥的作用更为明显:车辆起步阶段,通过电动机驱动可以保证动力性能。而在中高速匀速行驶时,由于阿特金森循环发动机的热效率高,又可以有效提高燃油经济性。未来几年,随着市面上混动车型的逐渐增加,阿特金森循环发动机的应用无疑也会越来越多。

5、可变气门正时系统

传统发动机的气门正时系统,是一种配气相位即气门开启关闭一成不变的机械系统,这种配气系统很难满足发动机在多种工况对配气的需要,不能满足发动机在各种转速工况下均输出强劲的动力要求。而可变气门正时系统(VVT)是一种改变气门开启时间或开启大小的电控系统,通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭时刻,来增强车辆扭矩输出的均衡性,提高发动机功率并降低车辆的油耗。

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点评:整体来看,可变气门正时系统已经成为了比较大众化的技术,目前市场在售的车型已经有很大部分的发动机装配了这一系统。就国内自主品牌来说,虽说这方面技术水平不一,但也取得了不少的进展。而在具体的技术应用上,各厂家的做法有所不同,其中双可变气门正时技术是近两年较常见的方式,具体来说,它是通过可变气门正时系统与可变气门升程技术结合的方式,为发动机在各种工况和转速下提供更高的进、排气效率。

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责任编辑:何亮
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