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【汽车与环境】同济大学教授韩志玉:汽车动力变革中的内燃机发展

2018-12-13 08:29 来源: 盖世汽车社区

2018年12月7日-8日,以“创新驱动、技术引领”为主题的2018第六届“汽车与环境”创新论坛在上海·安亭正式举办。本次论坛完整覆盖汽车行业技术领域的研讨,旨在进一步促进整车企业与零部件企业之间对技术发展趋势的探讨、加强汽车行业专家之间的交流互动、增强整车与零部件企业的交流、搭建合作平台,通过活动促进汽车零部件产业创新转型升级、打造更具竞争力的整零协同创新关系,助力实现向汽车强国的转变。

以下是同济大学汽车学院教授韩志玉在本次论坛上的发言:

【汽车与环境】同济大学教授韩志玉:汽车动力变革中的内燃机发展

同济大学汽车学院教授 韩志玉

我今天要分享的内容是汽车动力变革中的内燃机发展。这是题目,下面有一串英文,发动机从SOLO到DUO,就是结论,下面详细讲解。我想分三个部分来讲,一个是近三十年车用汽油机技术和产品的进步,这三十年是我经历的三十年,第二是近二十年汽车动力多元化变革发展,最后是谈谈变革中的内燃机发展。

什么是内燃机的最基本点?前面很多专家都讲了,如果你对发动机没有太多了解的话,会觉得眼花缭乱。一会儿VGT、一会儿可变流量、一会儿燃烧等等。我这个图试图回答什么叫内燃机,或者内燃机的基本点。内燃机基本上就是一路燃料进来,一路空气进来,不幸的是空气里面有氮气,如果没有氮气的话我们很多事情就很方便了。燃料和空气进到一个空间里面,经过了燃烧过程,就出来了四个东西:一个是动力,这是我们需要的,一个是水和没有参加反应的氮气,这些是好东西无害,还有两个有害的东西,一个是一氧化碳、碳氢、NOx和颗粒,还有一个是二氧化碳。

那么发动机怎么做?

第一、最大程度提高动力输出和燃料输入的比,这是第一个概念;

第二、依法减少有害排放物,我讲的是依法,如果没有法律都不会去减少排放的,因为要花钱;

第三、就是二氧化碳,二氧化碳这个东西很有意思,虽然我们讲要减少二氧化碳,但是目前为止中国没有一条法规说你要减少二氧化碳,只不过二氧化碳现在是伴随着油耗的减少而减少。

围绕以上三点出来了各种各样的技术,眼花缭乱。这是2001年我当时在福特工作的时候,在中国做的一些介绍,而这个是比较新的,技术手段基本一样,内容很多,我们来理理。

第一是处理油的技术,就是要想办法供油越来越接近缸内,上世纪八十年代到上世纪末,从化油器到气道喷射然后到直喷,让供油变得越来越精确。那么气怎么干?

你看这么多技术都是处理气的,2气门到4气门,然后到VVT到VVL到涡轮增压,所有这些都是在研究想办法把气供好。就这一点来说,就是让它多进气,举个例子,我们想让听众一分钟之内进来,要么把门扩大,要么往里推,增压。当然还有一些比较细的东西,加强湍流、降低泵气损失等等,但是核心还是要多进气,这样可以提高动力性。所以要把油处理好、把气处理好。

下面就是怎么样燃烧。燃烧之前先讲一下由于气和油的技术变化,促进了我们整机技术的变化。首先国外品牌我做了一个统计,还有中国自主品牌,都是首家量产上市的,1967年大众汽车是首个上市的PFI,1979年宝马2.0T用了增压的PFI,到了2000年大众汽车增压DI。中国2000年的时候PFI批量上市,2009年奇瑞汽车PFI增压瑞虎5上市,2010年瑞琪直喷增压上市。在直喷增压这个方面来看,中国比国外大概差了十年。把气搞好了、油搞好了,然后新的整机技术上市。

下面来看看动力性、经济性、排放的发展。动力性有怎么样的变化?我找了一个数据,美国沃德十佳发动机和中国芯十佳发动机,我们提取了4缸汽油机数据进行比较。

在美国从1995年开始,到2017年增压发动机大概升功率从60千瓦一直上升到平均到100,最高到了136,从60到100,提高了66%,这个进步是非常惊人的。

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