發動機和傳動系技術的最新發展及應用簡析

中國汽車工程學會名譽理事長張興業在南汽舉辦的“中國汽車產業自主創新暨南汽發展戰略高峰論壇”上發表了題為《發動機和動力傳動系的科技創新》的講話，對最近半年內的汽車工業發展狀況進行了詳盡的描述。

　　在傳統內燃機的科技創新方面，首先應迅速普及現代綠色柴油機。張興業說：“歐盟于上世紀90年代率先推廣，2006年新汽車銷售中綠色柴油機轎車已經達到半數以上，而1991年時還不到15%；采用直噴、增壓、中冷技術，采用高壓泵噴嘴或共軌噴油技術，采用廢氣再循環或液態尿素還原技術以及顆粒過濾器等新技術，熱效率可達50%，升功率65~70kW，升扭矩170~180Nm，使用低硫柴油排放可達歐Ⅴ標準（零排放）；現已采用第3代共軌，噴油壓力提高到1800bar以上，泵噴嘴壓力達到2050bar；發展了壓電噴油器，具有7個135μm噴孔，噴油速度更快，有預噴、主噴和后噴，一般每行程噴油5次，最多的可噴油7次。近年來，正加速發展各種型式的雙級增壓及可變渦輪幾何尺寸的渦輪增壓技術；PSA、福特和霍尼韋爾聯合開發了雙級增壓器，減小發動機尺寸，提高發動機動力。”

　　大力發展減小尺寸、變氣門相位和升程的VVT-i汽油機成為傳統發動機科技創新的另一個趨勢。張興業說：“形式多樣，但共同特點是減小尺寸、缸內直噴、增壓、火花點火、分層稀薄燃燒、變壓縮比、變排量、變氣門相位和變氣門升程，不僅效率高，排放可達歐Ⅳ和歐Ⅴ水平；法雷奧開發了無凸輪軸的氣門升程（SVA）機構，可簡化氣門升程結構。現在，豐田生產的汽油機已經全部是VVT-i變氣門相位，并開發出變氣門升程的雙VVT-i汽油機；本田也已經普及，第8代Civic的1.8升汽油機已經是第3階段的變氣門相位和變氣門升程的i-VTEC。大眾公司用伊頓的羅茨M24增壓器和渦輪增壓器，開發出1.4升雙增壓汽油機，125kW/6000rpm和240Nm/1750~4500rpm，分別裝于運動型高爾夫GT和途安，百公里油耗僅7.2升和7.5升，優良路況中降低到5.9升和6.2升，CO2排放173g/km，以前2.3升發動機才能達到。”

　　在發展新興動力系統方面，張興業指出，首先要加速發展混合動力驅動系統，其發展趨勢有以下幾方面：“混合動力已經成為通用技術，并開始成為發展的主流趨勢，汽油機、柴油機、天然氣、燃料電池發動機都可發展混合動力。日本混合動力轎車在2004年的保有量達19.7萬輛，主要是豐田Prius第三代、本田Civic第二代，現品種已有20多個，年產能力25萬輛，燃料經濟性提高30%~50%，排放達到美國加州部分零排放。插入式（Plug-in）混合動力，是高能鋰電池純電動行駛與低功率混合動力集成在一起，通用將發布Volt概念車，動力傳動系136kW鋰電池堆、53kW發電機、120kW電動機、1.0升三缸汽油機，單靠電池可行駛64.4公里，裝一個54.6升油箱，可行駛1030公里，對上下班族，可用純電動行駛。美國正加速發展柴油混合動力，伊頓正發展液壓混合動力驅動系統，由儲能器、液壓泵、液壓馬達驅動后橋的串聯式，包括制動再生和發動機自動停開，用于商用車，可降低燃料消耗70%。”