节能减排高效率 直喷增压汽油机渐成主流

时间: 2024-07-21 23:25:38 |   作者: 乐鱼买球/案例

  此前，我国汽车节能减排技术战略秉承两条腿走路：其一是新能源汽车，其二是小型化的节能减排发动机，近期，新能源汽车利好政策层出不穷，但是市场方面反应却远远落后于期望值，而汽车制造商及消费者“用脚投票”，让搭载增压、直喷等技术的节能减排发动机渐成主流趋势。

  如果单纯地谈论发动机的小型化，有点像耍流氓的感觉，因为不搭载一些新兴的技术，按照传统的发动机研发路线下去，小型化意味着动力性差，包括功率和扭矩都会瘦到影响，体现在整车上，就会影响到你的加速性能、最高车速、爬坡度等诸多方面。

  所以，真正的小型化，需要搭载一些新兴的技术，大概在七年前，当时有一批“国家863高×新科技技术项目”，主要针对于汽油机直喷增压研发技术，笔者曾经参与过一些汽油机直喷增压技术的开发，当时从节能方面出发、从技术成熟度出发，这类技术都体现出自己独特的竞争力。

  后来开始从事新能源汽车的研究，对于汽油机直喷增压技术一直念念不忘，现在市场上面关于汽油机直喷增压技术的产品应用也逐渐多起来，对于其中的应用和技术特性，笔者进行简单分析。

  关于小型化发动机，作为汽车制造商最担心的是动力匹配不足，作为消费者最担心的是动力性能不好，如果配备相应的增压系统，既包括涡轮增压也包括机械增压、复合增压等系统，都会弥补排量不足的影响。

  动力性表现能有多大提升？检索信息数据显示，对于自然吸气的汽油机来讲，直喷增压汽油同样的扭矩输出可以在排量上减小一个量级来，比如说东风日产的2.5L发动机最大输出扭矩为234牛米，这个扭矩输出的转速是4000转的时候发出来的，来自大众的涡轮增压发动机1.8TSI发动机排量减小0.7升的情况下，可以发出类似的扭矩，最大的输出扭矩为250牛米，表现更为突出的是PSA宝马联合研发的1.6 THP涡轮增压直喷汽油机，比自然吸气式汽油机小0.9升的排量，比大众TSI小0.2升的排量，最大输出功率相当，最大输出功率为245牛米，并且输出范围从1400转到4000转，范围很宽广，这个区域也是常用的发动机工作区域。

  在最大输出功率方面，增压直喷汽油机具有天然的优势，通过压缩空气，增加可燃气体量，达到增大输出功率的目的，还是上述三款发动机的参数对比，东风日产的2.5L自然进气发动机输出功率是6000转是137千瓦，1.8TSI发动机的输出功率是118千瓦，1.6 THP表现更出色，约为6000转的123千瓦。

  更进一步来讲，对比如果新款C5搭载了1.6 THP，对比此前2.3升发动机最大输出你举230牛米、最大输出功率126千瓦，小了0.7升排量的新款动力性方面丝毫不弱，这是直喷涡轮增压的利好之处了。

  熟悉笔者文章朋友可能会了解，笔者多次谈到汽油机直喷技术，这个技术具有很大的优点，如果谈到分层燃烧、稀薄燃烧、均值燃烧有点晦涩，简单地来讲，汽油机直喷技术能通过汽油在气缸内直接喷射来提升效率。

  对于一个比较优秀的自然吸气发动机来讲，效率大概为30%就不错了，对于直喷汽油机来讲，达到35%甚至更高都不成问题，当然这里主要看开发的是否成功，笔者为能够检索到上述三款发动机的万有特性曲线，不过简单地来讲，具有直喷技术的汽油机排量小、动力性相当，但是效率明显占优。

  另外一个优势就是直喷汽油机具有混合动力汽车的部分效果，传统车辆之所以油耗高，是因为多数运行的工况在低效区，特别是在市区的时候，效率可能只有几个百分比，混合动力汽车功效就是将大部分工况调整为高效区，而直喷汽油机可以拓宽高效区的范围，以此来降低车辆油耗。

  对于混合动力汽车来讲，还可以通过纯电动续驶里程和直接起停等技术来进一步改善汽车的能耗问题，但是成本会有较大的提升，不过，当下的汽油机直喷增压技术并非单独使用，检索显示PSA1.6 THP涡轮增压直喷汽油机搭载了直接起停技术，1.8TSI不得而知。

  笔者曾经预测，直接起停技术因为成本低、节约能源的效果明显等未来搭载具有较大的应用空间，这样的应用与直喷技术结合在一起，对于汽车制造商本身来讲，应对2015年的6.9升/百公里的燃油消耗标准应该是绰绰有余了，不过具体的应该看具体的车型及相应的油耗信息。

  当然，涡轮增压技术并不是十全十美的技术，在增压技术领域，涡轮增压技术的优势很明显，利用尾气的费能进行驱动增压，加上增压中冷等提升可燃气体的密度，借以提升动力性，同时燃烧完全来提升经济性。

  当然，你知道的，既然是通过尾气驱动，意味着它受限于尾气驱动力的大小，在发动机低速以及瞬态响应的时候，涡轮增加相应成为关注的焦点，这些是此前多家汽车制造商涡轮增压的主体问题，不过随技术发展，这样的一个问题也得到某些特定的程度的解决，1.8TSI采用的涡轮增压与机械增压相结合的方式，机械增压的引入增大相应速度，但是从成本和能耗角度有所损失，1.6THP则从设计角度进行解决，采用Twin Scroll双涡道单涡轮技术，据称能够实现在1000转时涡轮介入，1400转时达到峰值扭矩245Nm/rpm，通常一般涡轮增压在1750rmp时达到峰值扭矩。

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