随着能源紧缺愈来愈严重,国际市场上的原油价格已突破100美元/桶。燃油价格上涨的大趋势在今后几十年内是不可避免的,因此节油型汽车的需求将主导市场。未来汽车公司之间竞争的焦点必然是在汽车的燃油经济性方面。汽车企业要想生存和持续发展,必须及早做好准备。
目前国内99%以上的乘用车是汽油车。可以预计,将来的汽油车仍将是国内汽车的主力。这不仅因为柴油供应紧张的局面预计仍将持续,而且在过去十几年汽油机技术有了突破性的进展,能够大幅度提高热效率。有实验数据显示,按照欧美汽车测试规定,应用高效汽油机技术的汽车平均油耗有可能比常规电喷汽油车提高25%~30%。同时,应用高效汽油机技术的单机成本要小于其他技术,例如混合动力、柴油机等。因此,开发高效汽油机技术对汽车节能是极其必要的。各种燃油动力技术的节能效果和单机成本的增加见图1。
图1 各类汽车动力相对于常规电喷汽油车的平均燃油效率提高和单机成本增加
国内外高效汽油机技术发展的现状
高效汽油机技术一直是欧、美、日各国政府和汽车公司降低油耗的重点,已耗费了大量人力物力。最近十几年来,在高效汽油机技术方面,特别是在汽油机燃烧系统方面有了一系列重要进展,已逐步应用或将要应用于产品中。
现代缸内直喷汽油机的研制是从1990年前后开始的,在1996年首次应用。世界上主要的汽车公司都开发出多种缸内直喷汽油机产品。从2006年初至今,已有两种“喷雾导向”型分层燃烧缸内直喷汽油机上市,其他上市的缸内直喷汽油机都是均匀混合缸内直喷汽油机,分别与可变气门定时技术或增压技术相结合。
在高效汽油机技术上更为重要的突破是均质压燃燃烧的应用。从21世纪初开始,均质压燃汽油机成为国外内燃机研究的热点,受到世界主要汽车公司的关注。在2007年,通用和戴姆勒分别展示了装备均质压燃汽油机的样车。这一里程碑式的成果证实了均质压燃汽油机驱动汽车的可行性。
图2 OKP型缸内直喷、两台电喷和一台分层燃烧缸内直喷汽油机的比油耗
与国外努力开发高效汽油机技术的情况相反,国内对实用的高效汽油机技术的研发应当说是相当忽视。长期以来,国内不仅有重视“高科技”、不重视“传统发动机”的倾向,在发动机领域也存在着重视柴油机、轻视汽油机的传统。进入20世纪80年代后,中国突然发现在轿车和汽油机技术方面远远落后于国外。其后,通过合资引进国外汽油机电喷技术,使中国汽车动力技术迅速上了一个台阶。但国内基本上没有对高效汽油机技术进行研发,投入很少。近年来,一些汽车企业开始对汽油机技术的研发有所重视,但力度和投入远远落后于国外。国内某大学也曾在国家支持下做过一些均质压燃的研究,但偏重于理论方面,距汽车实际应用还很遥远。
在世界上竞争激烈的高效汽油机技术方面,中国正面临着两种选择:一是积极参加高效汽油机技术的竞争,在汽车节油方面取得实际成绩;另外是基本上放弃在汽油发动机技术领域的努力,而把注意力放在50年后,放在当真正的新能源被开发成功后有可能有用的动力技术上。
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