汽车

 
   
      2015年,一个炎热的下午,在中国汽车工程研究院内正上演一场激烈的讨论——围绕2020年国内汽车发动机目标、特别是代表发动机最高水平的热效率目标值如何设定?来自海内外的100位汽车动力领域的大拿展开了唇枪舌战。
  这场争论的结果,将载入《节能与新能源汽车技术路线图》,直接影响中国汽车工业未来15年的战略规划,目标定高了,达不成;定低了,跟不上发展趋势,必须慎之又慎。
 
 
  其间,丰田的技术代表说道:“我们用了很多年的时间,才完成了40%自然吸气发动机热效率目标达成,每往上提升1%,都很困难”。
 
 
  话音未落,下面已是一片窃窃私语:“丰田这么有钱有实力,才40%,我们做到40%基本不可能啊!”、“还剩4年时间,国内自主品牌目前最多才32%、33%,咋提高?”、“要不做个35%就行了,慢慢来呗!”……甚至有代表声称:“目前美国、英国都没有搞定40%热效率的汽油机,4年时间超英赶美,太激进!”与会自主车企的代表们语气中显得信心不足。
  关键时刻,节能汽车路线图编制组组长、中国汽车工程研究院总经理李开国开口了:“国外现在都已经做到40%、还在往更高上面研发,如果中国到2020年还做不到40%,那就是让全世界的汽车人笑话!我看,2020年的汽油机热效率目标,就定为40%!”
  话语掷地有声,也就此拉开了中国车企冲击发动机热效率世界纪录的征程……
    
热效率,汽车动力技术的珠峰之巅
  发动机热效率,百年来汽车人心中的技术皇冠,万千研发人员毕其一生,都在追逐将热效率提升1%的梦想。唯其难能,更显可贵,要实现发动机热效率的提升,必须兼顾动力、排放、NVH等多种边界条件,而一旦实现提升,每一滴油的价值都将实现升华。
 
 
  以精研技术著称的日本造车界,曾持续十余年开展了“热效率冠军”的角逐,铃木、本田、丰田曾相继登顶,也正是在这场你追我赶的较量中,将汽油机热效率从不足30%提升至32%、35%、37%、38%……直到丰田的Dynomic Force2.5L直列四缸自然吸气发动机问世,才将纪录定格在了40%的高位,并至今让人高山仰止。
  之所以提升如此缓慢,是因为热效率与很多因素有关。从总的层面讲,热效率可以简单换算成发动机有效功率热当量÷燃油燃烧产生的总能量,因此有相当部分的能量无法避免会通过冷却、排气、机械摩擦等损失掉,而减少任何一个损失都要付出极大的努力。
 
 
  从技术层面来讲,提升汽油机热效率最好的办法就是提升发动机压缩比(可以简单理解为单位燃油燃烧形成的推力大小),但压缩比提高到一定数值以后,热效率与压缩比的提升关系并非线性,而是会降低,同时,高压缩比还会面临一个重要问题:爆震!
 
 
  所以,全世界的发动机研究者数十年如一日在夹缝中求突破,既要提高热效率、又要考虑动力等其它参数表现,还要避免质量问题。哪怕每提升一个百分点,都需要付出百倍的努力。
 
放弃or坚持,40%大关成为车企的试金石
  正是因为难度太大,所以在路线图规划的“2020年自主发动机热效率突破40%”目标制定后,多家自主车企稍作预研,就知难而退,陆续放弃了进一步的研发。
  看似一个小小的参数,背后需要的是几十亿甚至上百亿元的研发投入、数百人的团队协作、数千数万次的试验验证,整个达标过程,更是需要强大的基础能力作为保障。
  不管是先期的理论研究、结构设计,还是中期的样机开发、试验测试、燃烧控制,以至后期的电喷优化、集成匹配,都需要比肩国际顶尖研发能力、研发流程、研发投入来形成强大支撑。
 
 
  没有金刚钻哪敢揽瓷器活!2017年中,路线图主编单位曾对相关自主车企进行了调研,结果令人沮丧:多家车企早已停滞或降档了相关研发工作。以至于2018年路线图更新时,有人提出:是否调低“自主发动机热效率突破40%”这一高难度指标?
   
蓝鲸出世,4年磨砺实现超英赶美
  通向技术巅峰的路,注定不会是大道坦途,有人一开始就掉队,有人途中选择了放弃,但总有人一直坚持在攀登,支撑他们成功登顶的,除了信念和毅力,还离不开充足的体能储备和科学的攀登路径。
那谁会成为这个登顶者?
  2019年6月4日,中国汽车行业迎来一个高光时刻——当天,在长安汽车全球研发中心,执行副总裁谭本宏面带自豪地揭开了蓝鲸动力品牌的面纱,其中“1.5T增压汽油机热效率达到40%”这行醒目的字眼,让现场爆发出雷鸣般的掌声。很快,这条重磅消息就在汽车人和媒体人的朋友圈里刷了屏。
 
 
  而这一天,距离路线图正式发布仅仅过去3年,相当于提前达成了国家规划的2020年战略指标!
  要知道,此前自主品牌的汽油机热效率记录是37.1%(奇瑞E4T15B机型),当前美国最高热效率也才37.43%(通用汽车1.8升自然吸气发动机),用3年时间实现“超英赶美”并不夸大。
 
 
  这是一场关于自主品牌的荣誉之战,而长安汽车就像当年的中国登山队一样,在外界一致不看好的情形下,全球首次从更加艰险的珠穆朗玛峰北坡登顶成功,帮助国家赢得了珠峰一半的主权。
蓝鲸出世,意义非凡。
40%不是终点,正在向45%的目标冲刺
  增压发动机40%热效率已经达成,还拿下了全球NO.1的行业殊荣,但长安汽车研发总院院长詹樟松却表示:参照面向未来15年的《节能与新能源汽车技术路线图》规划,2025年汽油机热效率要达到45%、2030年需要达到48%,因此长安的工程师们无暇庆功,瞄准研发更高性能的发动机的目标,他们又踏上了新的征程……
 
    

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责任编辑:夏锋



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