在國內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)正忙著開發(fā)歐Ⅱ、歐Ⅲ機(jī)的時(shí)候,國外企業(yè)已經(jīng)在考慮開發(fā)歐Ⅶ甚至歐Ⅹ機(jī)的問題了。德國大眾、美國通用、法國標(biāo)致/雪鐵龍、日本豐田、美國康明斯和德國博世等當(dāng)代世界著名汽車跨國公司,都推出了各自在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的最新研究成果和技術(shù)方案,為人們描繪了未來汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展前景。
德國大眾“以油為綱”
“我們正面臨著能源需求的全球性增長和礦物油產(chǎn)量下降的矛盾。為保證汽車能源的長期供應(yīng),不僅要盡可能提高現(xiàn)有燃油的經(jīng)濟(jì)性,還要實(shí)現(xiàn)能源物質(zhì)多樣化,特別是替代能源和可再生能源的利用?!钡聡蟊姽镜腤Steiger博士說。
大眾的汽車燃油及動(dòng)力總成技術(shù)戰(zhàn)略是在汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)和燃油領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)逐步過渡,即從基于礦物油的傳統(tǒng)燃油的動(dòng)力總成系統(tǒng)過渡到與未來合成油、“陽光燃油”相匹配的動(dòng)力總成系統(tǒng)。
大眾公司認(rèn)為,人們津津樂道的氫能源,只有在所有技術(shù)障礙都被攻克之后,才有可能登場并成為汽車能源的主角,這至少需要20年或更長的時(shí)間,因此,僅注意高風(fēng)險(xiǎn)的長遠(yuǎn)技術(shù)不足以確保未來汽車工業(yè)的發(fā)展。所以,大眾公司的發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)戰(zhàn)略包括當(dāng)前、短期到中期和中期三個(gè)階段:當(dāng)前的戰(zhàn)略是進(jìn)一步系統(tǒng)化提高現(xiàn)有動(dòng)力總成系統(tǒng)的效率;在短期到中期,結(jié)合替代能源開發(fā)新型動(dòng)力系統(tǒng);在中期,開發(fā)二氧化碳中性車輛動(dòng)力系統(tǒng)。當(dāng)前,大眾公司正在著手開發(fā)“部分均質(zhì)混合柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)”和“自發(fā)點(diǎn)火汽油機(jī)”,其目標(biāo)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)直噴技術(shù)的發(fā)展,把汽油機(jī)的排放優(yōu)勢和柴油機(jī)的低油耗優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,在新概念燃燒系統(tǒng)中融為一體。下一個(gè)目標(biāo)是開發(fā)一種建立在合成燃油(包括合成油以及進(jìn)而發(fā)展的“陽光燃油”)基礎(chǔ)上的、將汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種燃燒系統(tǒng)相結(jié)合的復(fù)合式燃燒系統(tǒng)。
豐田致力于混合動(dòng)力
豐田公司致力于混合動(dòng)力的開發(fā)應(yīng)用。今年9月1日新推出的PRIUS混合動(dòng)力汽車,不僅代表了豐田公司在汽車動(dòng)力方面的最新研究成果,也揭示了豐田公司在汽車動(dòng)力方面的開發(fā)方向?!耙粋€(gè)世紀(jì)以后,全世界的汽車保有量將由現(xiàn)在的7億輛增加到20億輛。車用燃料的50%將由其他能源代替。汽車排放和燃料消費(fèi)問題要利用所有技術(shù)來解決,混合動(dòng)力技術(shù)是解決方案之一。”豐田公司理事八重檻武久在大會(huì)報(bào)告中說,“它能將汽車的動(dòng)力性和油耗兩者兼顧,成為未來混合動(dòng)力車的基準(zhǔn)系統(tǒng)。當(dāng)前,豐田公司已經(jīng)進(jìn)入第三代技術(shù)開發(fā),以實(shí)現(xiàn)兩種動(dòng)力的溫和驅(qū)動(dòng),平順駕駛?!卑酥貦懳渚猛瑫r(shí)認(rèn)為,推進(jìn)混合動(dòng)力汽車的普及,不但需要廠家進(jìn)一步降低制造成本,也需要政府部門的刺激和優(yōu)惠政策。
標(biāo)致/雪鐵龍公司把汽車動(dòng)力總成作為企業(yè)提高效益的杠桿,致力于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能、降噪、減少尾氣排放的技術(shù)創(chuàng)新,開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化、多種噴射技術(shù)、顆粒物濾清器技術(shù)解決方案、混合動(dòng)力技術(shù)等。
博世已瞄準(zhǔn)歐Ⅶ歐X
已累計(jì)生產(chǎn)1000萬套共軌系統(tǒng)的博世公司認(rèn)為,發(fā)動(dòng)機(jī)使用所謂“陽光燃料”、氫燃料,還只是中期目標(biāo)和長期目標(biāo)。當(dāng)前,發(fā)動(dòng)機(jī)要滿足歐V~歐Ⅶ排放標(biāo)準(zhǔn),100%要裝用微粒捕捉器,而要達(dá)到歐X排放標(biāo)準(zhǔn),不但要裝用微粒捕捉器和尾氣催化轉(zhuǎn)換器,還必須使用壓力放大式共軌系統(tǒng)、高效EGR系統(tǒng)及高品質(zhì)柴油。為此,博世公司正在開發(fā)響應(yīng)速度更快的、油嘴直徑更小的Piezo共軌系統(tǒng)噴油器,能使發(fā)動(dòng)機(jī)排放降低20%;而正在開發(fā)的低阻力微粒捕捉器將有更強(qiáng)的存儲(chǔ)能力,使用壽命將達(dá)到20萬公里;而且,正在開發(fā)的CPN4重型車用高壓泵,將擯棄機(jī)油潤滑,完全采用柴油潤滑。因?yàn)椴┦拦菊J(rèn)為,在排放要求很高的階段,任何柴油與機(jī)油的混合都會(huì)產(chǎn)生不良變化,而帶來嚴(yán)重后果。
康明斯仍鐘情柴油機(jī)
“2003年康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)在中國市場的年銷售量將達(dá)到16萬臺(tái),占康明斯全球發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量的1/3。預(yù)計(jì)到年底,康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)在中國的保有量將超過70萬臺(tái)?!笨得魉构靖笨偛?、首席技術(shù)官約翰沃爾博士說(上右圖),“客戶之所以購買康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品,并不僅僅因?yàn)樗牡团欧?,更重要的是它具有更好的性能、更高的燃油?jīng)濟(jì)性、更高的可靠性和耐久性、更少的維修和更低的成本?!?
在排放法規(guī)非常嚴(yán)格的美國,康明斯公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行了許多改進(jìn)、創(chuàng)新,一直努力設(shè)計(jì)和生產(chǎn)對(duì)環(huán)境影響最小的產(chǎn)品。與1970年的同類產(chǎn)品相比較,今天美國的發(fā)動(dòng)機(jī):功率增加了一倍,燃油經(jīng)濟(jì)性提高了50%,壽命延長了4倍,成本減少了70%,排放降低了90%。
康明斯公司似乎仍鐘情于汽車傳統(tǒng)燃料。其許多技術(shù)改進(jìn)和開發(fā)都是圍繞柴油進(jìn)行的。他們?yōu)榕欧拍軡M足歐Ⅳ、歐Ⅴ法規(guī)要求的汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所開的技術(shù)處方是:在歐Ⅲ技術(shù)的基礎(chǔ)上再加上閉式曲軸箱通風(fēng)、車載診斷系統(tǒng)、排氣后處理器(包括主動(dòng)再生顆粒物濾清系統(tǒng)、氧化氮吸附器以及選擇性催化轉(zhuǎn)化器SCR)等。然而,康明斯也開發(fā)了高壓直噴天然氣技術(shù),生產(chǎn)出等同柴油機(jī)熱效率,又有良好經(jīng)濟(jì)性的新型CNG發(fā)動(dòng)機(jī)。