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可變壓縮比、可變排量、與電機融合

發動機“大手術”前景如何？

2.0升VC-Turbo發動機，通過對連桿結構的重新設計實現了壓縮比從8：1到14：1的無級調節。在剛剛落幕的巴黎車展上，英菲尼迪憑借這款被譽為“準量產”的可變壓縮比發動機贏得全球矚目。這臺4缸發動機可以時刻保持在最佳壓縮比的工作狀態下，從而滿足更嚴格的排放法規。

在新能源汽車碳配額等排放相關政策不斷加碼以及汽車油耗限值日趨加嚴的大趨勢下，整車及發動機企業面臨著動力產品技術再升級、再變革的巨大挑戰。僅僅通過降低發動機內部摩擦、提升進排氣效率等方式似乎已經不能滿足未來的市場需求，可變壓縮比、可變排量等對發動機結構進行較大改變的新技術將逐漸從實驗室走向量產階段。但是，汽油機效率提升空間正在縮減，升級成本不斷加大，還面臨著新能源汽車技術的挑戰。“大手術”是否會給傳統汽油機技術帶來顛覆性的革命？

■ 可變壓縮比有效提升燃燒效率

VC-Turbo之所以能實現可變壓縮比，是因為這臺發動機中連接曲軸和活塞的部分采用了多根連桿，實現對活塞壓縮行程的控制和改變。英菲尼迪全球總裁羅蘭·克魯格對這款發動機給予很高評價：“這臺具有開創性的新型動力系統代表了發動機發展歷程中的一次巨大飛躍。”

可變壓縮比并不是英菲尼迪獨有。舍弗勒股份公司副首席執行官兼首席技術官彼得·古茲默在接受《中國汽車報》記者專訪時說：“舍弗勒已經儲備了兩種可變壓縮比技術，一種是壓縮比連續可變（12~14:1），另一種壓縮比實現三種變化（10、11、11.5：1），兩者均可使發動機燃燒效率提升10%以上，特定狀態下可達到14%。”

“可變壓縮比技術對發動機結構改動較大，能靈活控制壓縮比，對發動機節能減排有較大提升，同時它的應用將帶來一系列技術的改進和提升。”清華大學汽車工程系教授王建昕說。如同直噴增壓技術的普及一樣，可變壓縮比帶來的是進排氣系統、散熱系統以及缸蓋缸體設計上的多處改進。

中國汽車工程研究院國家燃氣汽車工程技術研究中心副主任鄒博文對記者說：“可變壓縮比技術實現了對發動機運行工況的實時調整，以保證發動機在最適宜工況下運行。全球各大發動機企業及研發機構都在進行新型技術的研究，未來汽油機點火方式都有可能發生改變，汽油機壓燃也不是沒有可能。”

■ “大手術”技術產業化難度大

企業對革命性新技術的研發從未停止，除了可變壓縮比外，可變排量的概念也被諸多企業提及，這包括舍弗勒、博世等企業在研發的針對三缸、四缸汽油機的停缸技術、本田汽車近期申請專利的活塞可變行程技術以及國內發動機技術專家沈勇提出的雙1.0L發動機組合技術等。此外，觀致汽車今年車展還展出了一臺無凸輪軸的Qamfree發動機。

這些新理念、新技術可以大幅降低油耗，但對汽車動力系統的組成和結構都有較大的改變。諸如此類的發動機“大手術”方案仍在試驗當中，基本沒能產業化。

“可變壓縮比等一些對發動機改動較大的技術，短期內產業化的可能性不大。”彼得·古茲默說。舍弗勒很多工程師對可變壓縮比技術都充滿期待，但彼得·古茲默對這項技術持有保守的態度，因為相關配套技術的成熟度、可靠性和零部件制造成本是最大制約。

舍弗勒貿易（上海）有限公司大中華區電驅動系統高級總監牛銘奎認為，發動機基于主流技術再升級，燃燒效率仍可繼續提升，但“大手術”似的技術能否推廣確實值得研究。如果發動機本體改動大，無異于打造全新發動機平臺，其后續生產條件的改造投資將會很大，企業需要對項目全生命周期價值做謹慎評估。

王建昕認為，在當今發動機技術路線趨同的形勢下，整車及零部件企業應在主流技術之上繼續精細化發展和提升。可變壓縮比等新型發動機控制技術的出現應用，隨之而來的是研發和制造成本的大幅增加，相關企業需要進行更多考量。

■ 電機與汽油機融合發展

盡管未來幾年，汽油發動機仍具有不可替代的地位，但不可否認，電機驅動系統的綜合競爭力正在提升。這對整車及發動機企業選擇發動機技術路線方面產生一定影響，也致使不少企業對傳統發動機技術不斷升級的熱情開始降低。

“電機及相關配套零部件的成本在下降，幾年后將與發動機總成相持平甚至更低，傳統發動機再先進也難當主流。”彼得·古茲默認為，當今流行的小排量渦輪增壓發動機在低速運轉的情況下，動力性能較差，但電驅動系統可以彌補，因此混合動力系統是當前很多整車企業的必然選擇。企業應推動電機驅動與傳統發動機共同發展。

沈陽航天三菱汽車發動機制造有限公司總經理助理張衛東認為，未來幾年，混合動力市場會逐漸發展起來。比如，豐田雙擎已與傳統汽油機成本相差無幾，且節油效果明顯。眾多外資企業以及部分自主企業都已經開始規劃混動汽車產品。電機與汽油機之間如何更好的融合，可能是整車和零部件企業應該更多思考的“大手術”。

混動技術的應用被許多業內人士看作為傳統內燃機向純電動發展的過渡，混動技術更能適應當前消費者的使用需求和國家節能減排的相關政策。相對而言，依靠補貼提升銷量的純電動汽車要想大范圍普及仍有較大困難，電池及充電設施也需要革命性的突破。