你好!欢迎来到汽车通讯社官方网站
设为首页加入收藏
别一说三缸机就害怕 有了48V这个小伙伴它也能很强大 | 锦衣魏
2018年08月02日 16:25 | 浏览 | 作者:锦衣魏

这是一篇帮三缸发动机洗白的文章,不过一开始我们得先来聊聊新能源,它和三缸机有着极大的关系。

未来汽车究竟会用什么动力?现在我还不敢断言,不过在电池技术和充电技术有突破性的进展之前,似乎燃料电池会是汽车未来动力的一个好选择。像丰田的Mirai,吃进去的是氢气,排出来的是水,从环保角度来说几乎完美无缺。即便是目前难以制取的氢气,亦可以用潮汐能、风能等不太稳定的能源来进行制取。在这里,氢气相当于一种中转介质,或者你可以把它理解成一块电池,这些不稳定的能源转换为相对稳定的氢气,方便运输和使用。

但是目前来说,电池/充电技术还没有取得突破性进展,大规模普及纯电动车其实并不容易。先进的燃料电池技术成本则高得吓人,以Mirai为例,目前Mirai的售价高达60000美元,约合人民币40万,其中氢燃料电池堆栈的成本高达11000美元,约合人民币7.5万元。

而如今各国的排放/油耗标准是越来越严苛,在2020年中国对于各车企的油耗限值为5L/100km,欧洲到2025年更是需要实现3L/100km的油耗限值。那么目前主流的内燃机该何去何从?在电池技术取得突破又或者是燃料电池成本大幅度下降之前,在这段过渡期内汽车究竟能够在动力上做些什么文章呢?

在我看来,有几条路可以走:其一,像马自达这样的技术控,进一步深挖内燃机的极限,搞出Skyactiv-X这样的黑科技。但是这条路是明显缺陷的,首先并不是所有的车企都有这样的技术储备和耐心,其次这种黑科技的背后需要有巨额的成本投入。从现在来看,大多数车企选择的是第二条路——混动。相比于深挖内燃机极限的黑科技,混动弄起来相对简单一些,技术更加成熟,成本也可以处于一个可控的范围。

混动种类这么多,谁才是最合适的?

目前主流的混动可以分为:MHEV弱混、PHEV插电混动、HEV油电混动,这几种混动的优缺点都非常明显。

MHEV弱混是我认为在过渡阶段最好的混动方式,为什么这么说?首先对于厂家来说,MHEV不需要投入大量成本,技术也比较成熟,用起来比较容易,在已有的车型上增加48V系统工程量相对较小。但MHEV的缺点事节油性相对较差,目前主流的48V弱混节油效率在10-15%之间,不过在未来节油效率有望提高至25%。

零部件巨头德尔福曾在一份报告中指出,48V弱混系统可以只用插电混动30%的成本,实现其70%的节油性能。据IHS《全球洞察》预测,截至到2025年,48V混动汽车的市场占有率将占全球轻度混动车市场的95%,几乎将是全球混动汽车总量的一半。据预测,中国市场会成为48V弱混技术的主要市场,在2025年中国有望生产超过800万台48V弱混车型。

相较之下,PHEV理论上有着更好的节油性能,但电池包、电机等部件以及结构上的新设计将大幅度增加厂商的成本。此外,在实际使用中,PHEV的省油效率是遭到质疑的。在2018年7月5日,国家发改委发布了《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》,将插电式混合动力汽车归为燃油汽车类,PHEV将退出新能源汽车范畴,已有多方消息表明,PHEV可能将不再享受政策的优惠。那么政策优惠取消之后,PHEV的销量势必会受到较大的成绩,面对较高的成本和可能较差的市场表现,厂商自己也会做出取舍。

如果单论节油效率,以丰田THS和本田i-MMD为代表的HEV实际上是节油效果最好的,同时与PHEV车型的成本相近,使用感受也非常不错。以本田的i-MMD技术为例,这套混动系统几乎把发动机的转速一直维持在最经济的2000rpm,并且油电动力切换非常平顺。但是这项技术目前难以普及,首先其他车企很难绕过丰田、本田、通用等所拥有的技术专利;其次,即便设计出相似的车型,如何调校会是一大难题,并不是所有车企都有能力完美融合油电的动力输出。

所以,综合技术、成本、效率等多面的原因,未来的5-10年内,48V轻混技术可能会是混动汽车的大趋势。

三缸发动机,48V最好的伙伴

接下来就是帮三缸发动机洗白的内容了。由于三缸发动机做功不连续,所以抖动、NVH差、低扭不足等缺点是三缸发动机的天生劣势。但是相比于同排量的四缸机,三缸发动机有单缸容积大,热损失小,体积小等优点,大缸径适合小的缸径冲程比,有利于实现高压缩比米勒循环。

特别是如今,很多次车企在新发动机开发的过程中引入了“单缸最优”的概念,它的意思就是在开发过程中,优化单缸的容积、缸径、活塞行程来调整面容比(燃烧室的面积和容积之比),再配合先进的喷油、进排气等控制技术,来实现单缸燃烧最优和单缸结构最优的概念,不断提升发动机的热效率、排放、峰值扭矩和功率。

这种理念能让部分主机厂大幅度减少发动机研发的费用:既然是单缸最优,那么只需要在四缸发动机的基础上,减少一个气缸,既可衍生出三缸发动机,减少开发工作,实现开发费用1+1<2的目的,通用的部件也可以减少后期的物料费用。

对于厂家来说,三缸发动机在实现更好的排放、油耗的同时,还可以降低一部分成本。此外,三缸发动机体积小、重量轻的优点更利于布置48V轻混系统,三缸机在起步和低速时抖动的缺点可以通过48V弱混系统中起步助力的介入而得到抑制,提升低速时整车的平顺性。三缸发动机相对更加优异的油耗排放表现,也能弥补一部分48V轻混在节油效率上的劣势。

当然三缸搭配PHEV也能够获得较好的油耗表现,但是48V弱混系统相比PHEV在成本上有着较大的优势,这让3缸发动机和48V系统的组合有更多的余裕来优化整车的NVH表现,尽可能的减少三缸发动机对舒适性的影响,降低混动车价格的入门门槛。

写在最后

总的来说,48V和3缸发动机处于一个相辅相成的关系,所以我认为在未来的一段时间里,48V和三缸发动机的搭配会越来越多,它也可能是汽车在向新驱动形式过渡时最好的解决方案。


- END -


"There is always a better way."

总有更好的办法。

买车大师

分享到:
我要评论
0
评论列表
二维码

扫描二维码分享到微信