最严标准下的最优技术,内燃机实现“双低”的
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前不久,一则消息引起了人们的广泛关注,广州市宣布将实施轻型车国六排放标准的时间定为2019年7月1日。从去年闹得沸沸扬扬的国六提前实施,到如今的一再推迟,令持币观望的消费者十分苦恼,买了国五的车,又怕近在眼前的国六实施后吃亏,等国六的车吧,市面上的选择又很少。那么,是什么导致国六实施一再推迟?为什么各大车企对国六排放如此头疼?当前情况下,消费者又有什么好的选择呢?

更严格的排放对驱动技术要求更高

对于各国车企来说,2020年是个难以跨越的坎,因为届时,各国都将执行更加严苛的车辆排放法规。不仅如此,随之而来的更是测试方式的升级,从去年九月开始,欧盟开始强制要求汽车企业进行WLTP规程的油耗测试,来取代现有的NEDC测试循环,而我们的国六标准,也需要WLTP循环测试。

相比于NEDC,WLTP测试(World LightVehicle Test Procedure)工况更多,更加符合实际用车情况,同时是一套全球统一的汽车油耗测试规程。在驾驶测试中,WLTP规程设定了能够代表全球城市道路、高速公路、山路等路况条件下的测试规程。对于变速箱的换挡时间,也不得指定固定的换挡点,而是由WLTP提供一套通过计算后的换挡点算法,这套算法考虑到了满载工况以及满功率负荷曲线的情况。为了防止测试造假,另外还有RDE测试(Real Driving Emissions),需要实际道路驾驶条件下的排放测试。车辆将会被直接开到道路上进行测试,其中包含约34%的城市道路、33%的乡村道路以及33%的高速公路驾驶循环。并且,这三种驾驶循环之间必须要保持连续性。由此可见,在这样的严格要求下,对汽车整体的驱动系统会有更高的要求。一方面,消费者不想因为减少污染物排放去牺牲驾驶感受和动力水平;而另一方面,厂家为了实现新的排放要求,也需要投入大量精力和资金对驱动系统进行改良。

面对国六,大家都是怎么做的?

说到国六排放标准,其实还分国六A与国六B,“国六A”相当于“国五”与“国六”的过渡阶段,而“国六B”是真正“国六”排放标准。下面这张表可以直观的看出,“国六A”阶段的排放标准基本与“国五”相同,仅仅是取了“国五”排放要求中最严值。整体看来,除了一氧化碳和颗粒物数量(PN)没有变化之外,“国六B”其他气体的排放标准比“国六A”严了几乎一倍,相比“国五”则更显得“翻天覆地”。

就目前来看,市场上宣称能够达到国六排放标准的车辆很多其实都是满足国六A的标准,这就导致国六B一执行,就会面临跟国五车型一样无法上牌,保值率大跌,二手车限迁等尴尬局面。想想也是,好不容易买的国六车型,却只能维持“短暂的生命”,换做谁都不乐意。

那么,为了满足国六B排放,各大车企都是怎么应对的呢?由于大部分车企的不愿意重新设计一套全新的内燃机,来从根源上满足排放的要求,因此,只能从后端想办法。为了减少那些燃烧的颗粒物的排放,很多车企选择了物理上增强吸附颗粒物的能力,例如加大碳罐,增加颗粒捕集器中贵金属的含量。与此同时,在软件控制上做出相应的修改,尽可能的让发动机在低排放点工作,来减少颗粒物的排放。但是这些“简单粗暴”的后装方案,只是原有发动机的基础上,想办法达到国六的标准,治标不治本,甚至还会带来油耗的增加,动力的损失。

只有全新的动力系统,才能从容不迫的应对挑战

与之相反的是,有些车企早在几年前,就已经开始了全新一代动力系统的研发工作,就是为将来的更严排放与环保要求来做准备。这样以来,面对最新的国六难题,便显得十分从容。就拿典型的上汽通用来说,在前不久发布了全新一代动力系统,这套动力系统是根据国六标准进行正向研发的产物,一步到位直接满足国六B的排放标准。那么,这套全新的动力系统有什么“黑科技”呢?

为了让燃油更加充分的燃烧,同时突破直喷系统的喷射压力,通用全新的动力系统配备了35MPa高压直喷系统,相比主流发动机20MPa的喷射压力,大大降低了单次喷射进入气缸的燃料颗粒大小,使得雾化效果更好,燃烧热效率更高。

另外,为了降低油耗,实现各种工况下的最优动力输出,通用全新动力系统搭载了一套Tripower可变气门管理技术,通过三段式凸轮轴的巧妙设计,发动机的大脑ECU控制单元可以根据实际驾驶情况控制气门的开启状态与开闭状态,这样以来,它就可以让一台发动机在不同工况下有三种不同的模式:深踩油门加速时,发动机进入“四缸高性能模式”,此时动力响应更快,输出更澎湃;在城市道路中低速行驶时,发动机进入“四缸经济模式”,动力输出既能满足城市工况下的需求,又能比上一代发动机节油约5%;高档位小油门稳速行驶时,发动机进入“两缸超经济模式”,此时发动机会自动关闭两个气缸,杜绝了不必要的燃油浪费。

除此之外,传统内燃机在诸如冷启动的工况下,排放与燃烧效率一直不理想,为了使得发动机尽可能工作在最佳温度区间,通用的工程师给出了一套ATM主动热管理系统的解决方案。这套技术方案的最大亮点就在“主动”上面,它是由电子水泵+电控球阀模块组成,可以直接通过“大脑”ECU来控制水泵的转速与球阀的开度,也就意味着,每时每刻,通过发动机的工作温度,可以进行连续精确调节,实现快速暖机,机油加热,停机冷却的功能。另外,这次推出的1.0T发动机是国内首款搭载高压水冷EGR技术。这项技术,可以让冷却后的废气在燃烧中能有效降低燃烧温度、泵气损失,对油耗的降低大有帮助,同时应用EGR也有利于降低尾气排放污染物NOx。

最后,在碳罐装置上,通用这次也带来了新的改变,采用了智能主动电控碳罐泵。首次应用电子泵,利用高转速的特点,加上自润滑的特性,直接由ECU来控制,实现汽油蒸汽由传统的被动脱附升级为主动脱附,燃油蒸发幅度降低了67%,同时,电脑还可以根据压差来制定诊断系统,进行智能诊断,轻松满足国六及全球最严厉的加州蒸发排放法规要求。

总结

就像之前所提到的,面对国六标准对污染物排放的严格控制,需要企业有很强的技术实力和长期的技术积累。目前大部分车企都是在现有的机型上面“临时”想办法通过后装设备来满足排放要求,但是这样肯定不是长久之计。反观上汽通用这样的全新正向设计做法,一步到位从源头上就满足了国六B的标准,让消费者免除了后顾之忧,真正为消费者负责,更能够从侧面体现出上汽通用的技术实力,毕竟重新设计一套动力系统需要很深的技术积累与功底,也不是每家车企都具备这样的实力。

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