新能源汽车冲击 发动机就前途暗淡了？

　　近年来，随着混合动力、插电混合动力、纯电动以及燃料电池车概念的发酵，让人们认为新能源将会是未来的核心，前途光明，也因此有人因而抛弃传统发动机，认为“发动机是熟透了的技术”，在新一代汽车（新能源）的冲击下，发动机前途暗淡，仿佛发动机就要进入“冰河期”一般。

　　这其实是一个严重的误解，在美国的某些发动机开发部门甚至流传着一个完全相反的笑话，ICEAGE的确会来，但不是冰河期，而是“内燃机时代”，ICE其实是InternalCombustion Engine的缩写。

　　 传统发动机尚未“熟透”

　　更多新型发动机的诞生，比如大发、马自达、通用等企业相继开发出更小排量更新技术，燃效相比以往至少提升22%以上，即便扣除自启停带来的油耗优势，也能看出传统发动机其实还有很大的挖掘潜力，可以继续茁壮成长。

　　根据今年的数据统计，全球汽车经济性在过去1999年到2012年期间，油耗提升了7.9%，当然这其中包含了混合动力车型，比如普锐斯、沃蓝达，但其实混合动力的真正爆发点是2008年，所以整量上影响并不大。

　　代表发动机进步的一个指标是尾气损失、冷却损失，如今很多传统发动机尾气温度大概在600℃左右，但是新型追求燃效的发动机已经可以降低到接近500℃，并且发动机排气歧管、缸壁表面也几乎不会出现温度升高的情况，这也就意味着大部分能量都用于驱动车辆了。

　　在传统动力上，马自达运用高压缩比在第一阶段达到了与弱混相当的燃效，第二阶段可以达到强混相当的燃效。这其中发展的核心点就在于单纯利用发动机实现稀薄燃烧，最终希望内燃机可以在2030年将70%的内燃机汽车二氧化碳排放量相比1990年降低80%。

　　关于发动机前途暗淡的讨论，我们虽然能看到中国政府在鼓励PHEV、EV甚至FCEV的发展，并且希望这些车型能快速提高份额，但实际上这种提高其实是政府一直在主观引导，而在全球市场看来，一旦2020年放开补贴，那么全球市场的发展绝不仅仅是消费者希望的那样。

　　富士CHIMERA综研关于2020年世界需求的预测中表示，新能源汽车（含HEV\EV\FCV）由2010年的1.4%增长到2015年的4.4%，2030年将达到8.6%，也就是说即便到了2030年，依然是传统内燃机的天下。这主要是因为未来汽车市场增长点主要在发展中国家，又以中国、泰国、印度、巴西、俄罗斯、墨西哥等为甚。

　　新兴市场国家消费者通常比较保守，他们特别抗拒可靠性比较差的产品，加上购买高等级汽车的阶层有限，所以预算不足以购买新能源车型，当他们预算充足了，这些国家也会更愿意购买后驱车型。另外，新兴国家大都行驶距离更长，并不像日本这些国家，单纯EV拥有100-200km的续航即可。

　　当然，HEV混合动力其实也是搭载传统发动机的汽车，并不能完全归于新能源汽车，所以发动机依然可以在高压缩比、燃效方面继续发展。

　　欧美狂热追求燃效涡轮

　　涡轮增压已经不是新生事物了，而且也经过了一段时间的发展，现在它的角色正在发生转变，大有接过内燃机燃效继续深挖的潜质。

　　过去涡轮增压发动机往往着眼于输出功率，即在原有排量之上增加涡轮，提高动力，而现在涡轮则更多转变成减少20%-50%的排量，利用涡轮增压器彻底增高压力，这就是燃效涡轮发动机了。

　　不得不说，燃效涡轮发动机在全球范围内，主要由欧美推动，日本要保守很多，几乎没有任何动作，除了丰田推出了一款添加97#汽油的2.0T以及英菲尼迪利用可变压缩比概念推出的2.0T发动机。

　　犹记得当初福特和本田发布的1.0T发动机，共同采购自德国FEV，通用则自己发布了1.0T和1.3T小排量涡轮增压发动机。可以说，目前在小排量发动机领域，直接对垒的其实就只有FEV和通用两家，而后面还有大众陆续加入，这些企业其实都在卯足力量争夺世界汽车销量冠军。

　　这种燃效涡轮和输出涡轮不同，不求最大输出功率，只求和原本发动机保持相同程度即可，因此可以减少排量，“小型化发动机”（Downsizing）也正是由此而来。比如，通用推出的1.0T发动机最大功率92kW最大扭矩170Nm，显而易见是要代替目前在服役的1.5L自然吸气发动机，以匹配竞品的1.6L或者1.8L发动机。

　　通用推出的1.3T则更进一步，最大功率120kW最大扭矩230Nm，完全是在匹配竞品的2.0-2.4L发动机，如此一来，两款发动机至少可以带来5%-10%的燃效提升。

　　毕竟减少了排量，相应的可以缩小所有部件，降低摩擦阻力，缸径和冲程都变小的话，活塞和气缸摩擦的面积以及摩擦的冲程都会变小，泵气损失也会减少，在负载较小，增压不发挥作用的时候，燃效涡轮就相当于一台小排量发动机，所以相比较自然吸气发动机，节气门会微微打开，这样一来泵气损失就减少了。加之，小排量在涡轮作用前和作用后，动力悬殊并不大，所以动力上也不会严峻。

　　如今看来，小排量三缸涡轮发动机的主要问题就是震动和NVH了，但显然目前也有了一些改进方法，暂且不提。

　　从全球市场看，德国博世曾经预测，小排量涡轮增压发动机至少可以提高22%的燃效，现在已经有很多发动机超过了25%，未来可能达到29%，小排涡轮和HEV的差距会进一步缩小。此外的优势是，小排涡轮更容易减重，通用1.0T比1.5L减轻24公斤，1.3T也比1.4T减重25公斤，减幅20%，新能源配备电池、马达和逆变器之后，车重至少100kg以上，小排量也就更容易开发节能车。

　　 小排涡轮增压未来的规律

　　从此前FEV供应的1.0T发动机，结合通用本次推出的1.0T引擎和1.3T引擎，我们在其中可以看到未来一些小排量涡轮增压发动机的趋势。

　　首先，目前大多数三缸小排量涡轮增压发动机大存在抖动、噪音等问题，其中又以宝马1.5T三缸机为甚。为了抑制噪音和抖动，多数车企在发动机悬置方面进行了大量的功课。通用这次在1.3T发动机上把传统系统中安装在发动机和变速箱之间的刚性飞轮“一分为二”，通过一个弹簧减震连接，这样可以吸收部分发动机扭转振动。

　　其次，低摩擦会是未来所有发动机的研究方向，比如DLC涂层。DLC涂层比钢材的硬度、耐磨性都要更高，相比过去的PVD涂层，硬度提升一倍，耐磨性提升八成，如此一来，小排量涡轮增压引擎机油消耗量只要同级别的三分之一，降低了摩擦损失。这种涂层也会有越来越多发动机采用。

　　第三，越来越多的电子设备开始进入发动机，在紧凑的体积内提供更加丰富和准确的操作，这也是小排量发动机跨越式发展中最至关重要的一环。比如，通用为了让1.3T引擎的涡轮增压器更快提供正压，不仅使用了低惯量涡轮还采用了电子涡轮。

　　最后，模块化会是小排量发动机的核心。从1.3T发动机上我们可以看到通用其他发动机比如1.0T的特点，因为这些发动机基本都是在模块化基础下开发出来，摆脱了过去某几款发动机作为一个整体开发的概念，通过设计一个比较优秀的发动机单缸，然后将这些单缸发动机组合得到不同排量的发动机。

　　当然，这种研发模式导致集成化越来越高。其实从最早缸盖集成技术，我们就已经可以看到这种迹象。随之而来的是，车企耐久性可靠性的测试强度会比过往增强许多，以避免单一问题造成更大损失，另外一点是，高集成会大幅减重，比如采用更加紧凑的设计、更加高级别的材料等等。

　　从最终结果上看，我们不难理解，通用、福特、大众这些国际大厂，在新能源如日中天时依然下注于小排量涡轮发动机，其实也恰恰是依然看好传统引擎的发展前景。这其中通用还宣称“未来没有通用不涉及的动力总成”，据说通用准备了不止一款小排量涡轮增压发动机。至少在通用看来，未来小排量发动机会在集成化、电气化以及降低摩擦方面会有更多的进步，而且从通用对于小排量发动机的构想上，我们已经能看到未来发动机的发展趋势。