宋健:高效节能环保高柔性定义优秀发动机
主持人:非常感谢徐主任,刚才徐主任也提到了,中国的汽车消费者以及中国汽车市场都在不断的成熟,也在不断的觉醒。在这种大背景之下,什么样的发动机动力总成是适合中国的,我们马上要请出的是清华大学汽车技术研究院院长宋健先生,他演讲题目是发动机发展趋势:高校、节能、环保、柔性。
宋健:各位来宾、各位媒体的朋友,大家下午好!我今天很荣幸来参加这样一个活动,主要来介绍一下发动机发展的趋势。其实我不是研究发动机的,我是研究整车动力学的,因此谈的发动机的发展趋势只是从整车对发动机这样一个要求,这样一个需求的角度来讲在谈发动机。
我主要从四个方面来谈一谈这个趋势,首先是高效,需要有一个高效率的发动机。当然关于高效的定义,我的定义第一是比功率,一般很多人说发动机是从声功率来判断发动机是否高效,我觉得从升功率还不够全面,应该从单位重量所具有的功率,这个应该是更加全面。当然在一个发动机的重量里影响包括所有的附件。因为我今天还很荣幸看到法国的发动机,它基本上把他发动机在功率相等的情况下,把重量降低了25%,依靠它的全铝车身或者是技术。因为一个带T的发动机,要采用全铝车身,因为T的发动机显得功率密度更大,要求强度大的多,多数这样的发动机都是铸铁的机体,但是他选择全铝车身实现起来,还是了不起的进步。
第二方面的高效应该是发动机本身低的消耗,包括所有附件消耗在内,相对来讲消耗要低。你要使得发动机通过技术来提高你的动力性,在动力性提高的情况下,你的消耗不提高,这是一个方面。另外要很好的通过润滑,通过各种改善燃烧状况来提高它的效率,就是让它少消耗,通过它一系列的技术条件来得到满足。这是头一个方面,是有关高效。
第二是节能,因为节能环保常常都是联系在一起的,能够反映是否节能就是采用一个综合指标,就是比油耗,也就是说发动机对外做单内功,你消耗的燃油是多少,对于一个汽油机能够对外输出每千瓦20克的指标就相当不错的,从目前的一款发动机来讲,把油耗降低了10%,这也是一个很了不起的进步。要看一个车子节不节能,除了发动机是重要的影响因素之外,还和整车其他很多因素也有很大关系。发动机应该有宽阔的比低油耗的区域,如果有相对比较宽比油耗区域来讲,才能使得汽车在应用的时候有更宽广的节能潜力。因此,从技术来讲,比如像可变配气相位,就是CVVT技术,像缸内直喷,把燃油喷到缸里才能使得这个燃油更加精准,另外是所谓稀薄燃烧的技术,在高的空燃比的情况下,这样也导致节能很重要的方面。另外,对于柴油机就是所谓的均质压燃发动机,或者是非均指预混压发动机,这些都是柴油机进一步的技术的推出。
第三方面是环保,环保的首要方面应该是谈低碳,因为现在有害气体的排放在发动机上来讲已经不是非常突出的问题了,实行国1排放之前,发动机有害气体排放比例相当大,那时候一台车比起目前达标一百台的车排放还要大,所以现在应该低碳。低碳大体包含两个方面,一个是低碳燃料,低碳燃料比如像天然气发动机,应该是今后的发展方向。尤其最近的美国,美国最近石油安全已经不是它的一个非常突出的问题了,因为它的石油依存度在往下走,我们国家石油依存度还在往上走,其中一个最重要的原因就是美国天然气被大范围的开发出来,也就是页岩气。页岩气导致天然气价格达到了一千个立方英尺,只有2.85个美元。价格大幅度的下降,大体是石油1/10的价格,这就是靠天然气。天然气既是一个低碳的燃料,因为天然气做工的时候一半是生成水,一半是生成二氧化碳,所以低碳燃料是很大的方面。
另一方面就是节能,节能本身就是低碳,燃料消耗少了,碳也就会减少。从另外一个角度来讲,有害气体等等进一步降低,对整个大气环境还是很有好处的,有害气体排放进一步降低对我们的空气环境、改善等等还是很有好处的。
从环保另外一个角度就是降低噪音,因为降低噪音在汽车上很重要的方面也是在发动机,在开发一个高效发动机、节能发动机的同时,还要做一个低噪声的发动机,这个就显得尤其重要了。
最后一个方面也就是发动机的柔性,因为过去我们的发动机基本就是以燃油为主,也就是汽油、柴油等等。随着美国页岩气的开发,中国页岩气的产量也是极其丰富,根据目前探明储量已经高达400万亿立方米,我们国家目前一年也只有2000亿立方米,400万亿除以2000的话,按照目前的开采量2000年也可以用,这样一个低碳燃料当然潜力是非常大的。另外页岩气存在在地下,只要你开采技术进步大量释放出来的话,就会使得我们能源结构得到非常大的改善。刚才徐主任说现在石油依存度非常高,我觉得解决途径之一就是大量的开采出这种天然气,把天然气每年做到一万亿立方米,四百万起码四百年还没有问题,起码近期是无忧的。并且美国天然气由于页岩气的开发,导致价格变成每立方米,实际一立方米的天然气大体是1500,相当于1.2和1.3升汽油的能量,它是高于汽油能量的。因此在这种情况下,如果要这样开发出来,我们的发动机要考虑这种天然气、甲醇、乙醇等等这些方面进行应用,假如你的发动机只是适合于燃烧汽油或者是柴油,当别的燃料进来不好用的话,很可能会制约应用,发动机第一个柔性主要是体现在燃料柔性方面。
第二是动力系统的柔性。发动机不仅仅只可以做燃油发动机,最好能够跟混合动力跟电配合,作为油电的混合动力发动机,使得混合动力不一定开发专门的发动机,而是使得你发动机能够兼顾油电混合动力,就是你有一个区域,你的比油耗比较低,然后就用低比油耗的区域,这样今后适用的范围会更加广一些。
第三个柔性就是减少体积,假如体积也能够减小的话,将使得你适用的范围更加广泛。我的发言主要是这些。谢谢大家。
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