尽管英国政府在去年发布了2040年以后禁售燃油车的声明,但马勒工程师还是很有信心地表示,汽油机在未来市场仍然有着不可或缺的作用。随着动力总成开发策略的演变,在发动机小型化、混合动力和替代燃料方面,马勒对主机厂列举了其详细的工作重点。
1汽车制造商面临重大挑战
汽车制造商的生存环境,尤其是对动力总成的开发,变得越来越复杂。由于全球众多主机厂面临纯电动车市场的冲击,加上英国政府最近的声明,到2040年后,限制仅以石油为唯一燃料运行的汽车出现在道路中,这就容易理解为什么很多动力总成工程师认为他们正面临技术瓶颈。同时,在英国和其他西方国家,其颁布的政策走向都是积极推动新能源汽车,因此在面临未来纯电动车市场的局面之际,工程师们必须要学会把握好政府的政策倾向与产品技术开发之间的平衡。
无论在发出的2040年燃油车最后通牒中具体有哪些细节,结合发动机的混合动力结构形式,必将是至少下个10年动力总成开发的重点。此外,最近采用的实际驾驶排放(RDE)测试也迫使主机厂们在更大的生产压力下交付出清洁、高效的发动机产品。考虑到针对汽车制造商的法规要求不断变化,随之采取的措施也多种多样,马勒动力总成采取技术咨询的方式以应对发动机开发过程。2007年,这家汽车发动机零部件制造商的研发团队在英国北安普顿开发了一款小型化的1.2L 3缸汽油机,并在当时平均有效爆发压力下,获得了卓越的扭矩表现。正是这款3缸直喷发动机,替代了大众标配帕萨特的原版V6发动机,展现出了优异的动力表现。
2新RDE改变汽车制造业局面
“在未来几十年里,随着新RDE测试的大规模应用,主机厂为了满足新的的机动车CO2排放目标,开发高性能表现的小型化发动机并且需要尽可能宽广的转速范围内获得不俗动力,这将是一个艰巨的挑战”,马勒主管工程师Mike Bassett说,“48V弱混合动力这一关键技术将被广泛运用,从而促使其满足CO2排放目标”。不仅仅满足于普通的小型化发动机的开发,马勒动力总成也在研究可以使用替代燃料工作的小型化发动机,比如使用压缩天然气(CNG)燃料。为体现正在开发的内燃机如何持续地发挥潜能价值,马勒公司优化设计出的CNG发动机,与原版的大众汽油机相比较,能使CO2排放减少31%。
3电气化、小型化等技术决定未来
马勒公开的样机是弱混发动机中实际应用的典型例子,其运用了电子增压、小型化设计、48V弱混合动力技术。然而,混合动力除了直接辅助内燃机工作之外,还能够辅助增压、实现自动起停功能等。马勒的开发经验表明,汽车开发中不可或缺的要素是需要运用先进的方法,如热管理或者发动机配件的电气化来优化汽车产品的发展。
“我们已经证明,即使运用相对小范围的电气化,在配备传统12V电力系统的内燃机动力总成中,也能得到持续有效的性能表现,” Bassett补充道,“例如,电动执行器能够更快速且更精确地控制内燃机。简单地通过电动变频执行器替代气动式排气阀门,就能减少2%的CO2排放。随着附加的电气化配件,例如电子节温器、废气再循环(EGR)阀,动力转向电机和起停功能,总体上能做到减少8%的CO2排放”。
因为全球不同地区的排放法规呈现着快速变化的特性,在未来,动力总成工程师即使面临着复杂的开发难题,能够改变现状的动力总成技术总是在不断地涌现,例如纯电动、CNG、氢燃料电池和弱混/强混技术等等,发动机的开发进程是永无止境的,但值得肯定的是:在未来的几十年内,内燃机在推进汽车动力系统上将持续起到核心作用。
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