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帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

2018-07-09 22:36 来源: 东方网

7月9日,由寰球汽车主办的“燃”力量汽车动力发展趋势高峰论坛在京召开。多位内燃机领域权威专家汇聚一堂,通过解读汽车动力的新技术,分析汽车动力未来的发展趋势。

在《中国制造2025》中,中国将“节能与新能源汽车”作为重点领域发展突破。与此同时,“国六”排放标准、“双积分”政策、4阶段燃油限制遍准等产业政策即将陆续实施,上述严格的标准表明了中国要走节能减排之路的决心。

在节能环保的大背景下,汽车动力如何应对排放及燃油消耗的限制?动力产品的功能性和稳定性如何提升?如何进一步挖掘混合动力、涡轮增压、自然吸气和三缸机发展的潜力成为了与会专家讨论的焦点问题。

论坛上,清华大学教授、清华大学燃烧能源中心副主任帅石金指出,内燃机与电机混合作为动力可以优势互补,未来传统动力具有强大的生命力,是满足未来严格法规的主流技术路线。另外混合动力内燃机更高效、更简单,更符合节能减排,在动力变革上有优势。中国汽车进一步提升热效率,不要放弃传统动力发展,未来中国汽车动力既有转型也有升级,这真正的反映了国家的核心竞争力,国家和企业不要简单地去放弃,应该加大投入。

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

以下是清华大学教授、清华大学燃烧能源中心副主任 帅石金发言实录:

前面几位行业的领导,还有王秉刚主任给我的话题做了很好的铺垫,我下面的话题也是介绍混合动力发动机的一些技术发展的情况。大家知道清华大学像欧阳老师在电动车方面做了非常好的工作,我的团队在做升级的工作,既做转型也做升级,我希望我的报告给大家一些数据,可以支撑刚才王主任的一些观点。

我的报告题目就叫做混合动力助内燃机焕发新生,我想从这么四个方面来跟大家交流一下。

第一个既然内燃机刚才讲了在混合动力要发挥非常重要的作用,但是到底什么是混合动力专业发动机这个概念非常重要,是不是跟传统的发动机没有什么差别?还是有差别?差别在什么地方?第二个混合动力虽然构型很多,对内燃机提出了不少的要求,怎么深度融合达到节能减排。最后我要举一个日本丰田的例子,是混合动力发动机走在前头的。包括未来的发展趋势。

第一个话题,什么是混动动力专用内燃机,就是专门设计开发用于混合动力汽车的内燃机,很容易说这个话,但是到底这种混合动力发动机是汽油机还是柴油机,是转子的还是自吸式还是自喷,等等有很多,但是不管怎么样的混合动力发动机,首先要讲它跟常规的车用内燃机有什么差异。

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

第一:这张发动机的图,是常规内燃机为了满足不同的功耗要在这个区域里头行走,首先由于混合动力发动机有电机的辅助,那么它的运行区域是收窄的,在过去讲平原、高原都要照顾,以后它到高原去了,这是混合动力为什么节能,主要是因为内燃机在高位运行。第二个由于混合动力有电机的辅助,对动力的要求降低了过去,内燃机动力和排放都要要求,只要求经济性排放,排放当然没什么问题,主要是经济性,所以这样去讲混合动力由于有电机的辅助给了内燃机一次挑战节能的极限,所以混合动力专业发动机讲它要冲高峰,在原来既要方方面面照顾的基础上,由于处于高效区,动力性要求降低了,所以它节能的潜力往上升了,既有高峰又有高原,这是我讲的。所以很多这种节能技术过去常规来讲是不好用的,像Atkinson的循环。另外我们讲混合动力发动机是让它结构更加简单的,过去常规内燃机为了照顾到方方面面整个面,所以可变技术既要平原用又高高原用,现在我不用这种可变技术了,它的结构更简单,复杂技术也不用了。另外还可以更紧凑,包括今天谈的三缸机,所以像这种车冲程、转子发动机都有机会在混合动力得到发展。还有一个造成要求也很高的,混合动力发动机怎么切换,也是需要做的一些工作。而且它的成本低,比常规的汽油机,混合动力发动机结构简单导致成本低。

这就是我们讲的混合动力事实上给了内燃机一次重生的机会,一次去挑战极限的机会,我想这是一个依据在这个地方。

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

针对这种混合动力内燃机到底是柴油机还是汽油车,我分析之后我觉得可能未来是汽油机有这个优势,道理很简单。由于这个区域由平原往高原运转,所以它的经济性,汽油机在这个方面由于挑战这种极限往高处走了,跟柴油机的效率在高速的时候差距不大。除此之外汽油机转速高又是运行,它的结构要紧凑,动力性比柴油机好,燃料比较柔和,不像柴油一下压燃,再一个汽油机的喷射压力现在也就一两百,柴油机一两千个,后处理也非常复杂,所以它的成本也有优势,这样分析下来我觉得未来混合动力发动机具有非常明显的优势,这是我想说的两点。

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

在这个基础上我们来看看汽油机这种混合动力跟电机的结合,带来了哪些机会。下面我想这个构型大家都知道,混合动力有串联的,就是发动机通过电机来驱动,这时候发动机在非常宅的区域可以高原高峰,当然也可以采用并联,这时候电机要求低一点,既可以电机驱动也可以发动机驱动,这种并联。还可以混联,像通过行星齿轮。或者混联式,又串联又并联。

帅石金:中国汽车加强内燃机动力研究更符合主流技术路线

P0、P1、P2,事实上就是你这个电机可以放到集成跟电机技术在一块,有很多选择,这种选择也带来了让发动机可以做到很优,包括如果你插电之后跟电池的匹配也可以有很大的余地,电池的里程增多少,增十公里还是二十公里还是三十公里,有很大的余地,在成本、节能减排方面有很大的余地,这就是混合动力是非常高的门槛,非常高的一个技术,但是它给内燃机给电机恰恰找到了相互补台,相互融合的机会,这也是为什么大家认为混合动力是一个趋势,这个图说明了这个问题。

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