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【2017汽车零部件高峰论坛】江淮张应兵:提升内燃机的热效率

| 2020-08-31

当前我国制造强国战略的实施和“一带一路”建设,为汽车产业发展提供了重要支撑和发展机遇。世界汽车产业发展出现的深刻变化,也给我国汽车产业转型升级、由大变强带来挑战和难得的历史机遇。如何应对挑战和机遇,夯实汽车零部件产业基础,推动行业内外协同创新,是中国汽车零部件产业急需探讨的重要课题 。2017中国零部件高峰论坛期间,诸多行业领袖、专家以及国家顶层设计者针对新形势下汽车产业链的协同发展进行了重要探讨 ,以下是安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心院长助理张应兵在会议上的演讲实录:

安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心院长助理 张应兵

各位领导、各位嘉宾,大家早上好!我来自江淮研发系统,从事发动机的研发工作,今天把江淮近几年在汽油缸内直喷发动机研发的成果或者下一步的思考做一个汇报。

刚才秘书长已经把我们企业介绍过了,我就不再多赘述。发动机这块江淮从2002年开始起步,经过十几年的打造,已经相继打造了一支将近500人的队伍,成立了专门的发动机品牌,覆盖我们2/3的发动机以及乘用车的发动机,目前形成了6大平台。

截止到2016年一共销售215万台发动机,目前发动机已经成为江淮汽车的核心技术和重要支撑。

行业背景这块,大家知道现在面临一个共性的问题,就是二氧化碳排放量,这是2014年中国二氧化碳排放的数据,当时发布的时候是2014年中国的二氧化碳排放量是80亿吨,预测在2020年会达到100亿吨的二氧化碳排放量,在2030年会达到顶峰,也就是150亿吨二氧化碳排放量,这也是中国对世界作出的一个承诺。二氧化碳排放量,我们要控制。

在2020年预计全球汽车达到9800万辆,这里面可能有EV、混合动力有1130万辆。在2025年,全国达到10650万辆,EV、混动,大概是1850万辆。我听了一下昨天赵教授的数据,大概占20%的比例,也就是新能源或者纯电动占整个汽车的20%,基本上是趋同的。

新能源虽然在上涨,但是远远小于传统的内燃机的整车,内燃机在很长一段时间会存在,这会面临一个问题,传统内燃机如何满足下一个阶段的排放跟友好,这是我们要思考的问题,那就是提升内燃机发动机的热效率。

内燃机这块有什么技术路线呢?我们统计了一下,做了数据分析,未来很大一部分还是以汽油机的形式出现,柴油机的市场在逐渐萎缩,包括欧洲的柴油机,原来是一半一半,但现在也逐渐份额在下降。除了汽油机这块,还有很大一块是混动,混动这块还是要用到内燃机。刚才蓝稷博士一再强调中国限内燃机,不是说不允许其他形式的内燃机上市,允许混合动力,包括英国和欧洲都允许以混合动力的形式出现在车子上,未来很长一段时间内内燃机仍然是主力,而内燃机里面直喷是主要的技术路线。

在这样的背景下,江淮通过十几年的研发积累,我们潜心打造了1.5TGDI汽车发动机。我们内部把1.5缸内直喷加上6速双离合器变速箱,我们内部称为白金传动器,有效热效率是37%,如果大家对这个行业有点了解,都知道这是不容易的,非常难的,自然吸气的发动机一般是33%,最多是35%,达到37%是非常不错的,丰田宣称达到了40%,但是实际上在市场上跑的真正40%的热效率是非常少的。

行业内我们对比了1.5TGTI的无论是合资品牌和当中,我们的升性能、升扭矩都是优于外资、合资的品牌。

我们在1.5TGDI用了三大主流技术,包括直喷、增压、DVVT。我们最核心的优势是提升升功率,改善燃油经济性,缸内直喷以后,缸内的温度会降低,进气密度会增加,相对于非直喷的可以进更多的气,可以提升升功率,降低温度,降低温度以后,提升燃烧经济性。

双VVT和涡轮增压目前是一个标配,我就不多做介绍。在这个过程中我们遇到了一些共性的,行业内的直喷机世界性的难题,包括超级爆震,原理我不多说,现在它产生的机理没有搞那么明白,但是策略我们确确实实有了,整体的解决思路是两方面,一是减少发生的频率,二是发生以后,我要减少它的破坏性,我们也是从四方面增加扫气功能、二次喷射、减少积炭以及用合理的策略限制它的破坏性。

另外就是机油稀释,这是直喷机没有办法避免的问题,我们要想办法控制在河西的范围。我们通过喷油器定义、油束优化、喷油精确标定,三方面来控制整个发动机的机油稀释。

涡轮增压有一个共性的弊病,就是扭矩响应性滞后,加了涡轮增压之后有一个响应时间,会影响我们的驾驶感受,就是提速没有那么快了,这个问题在直喷以后怎么解决,思路是两方面,第一是尽可能地减少进气的管路,第二是减少进气气体,能很快让气进入缸内,我们利用了扫气功能,让进入到缸内的新鲜力气不燃烧就直接进入排气系统,强迫来压气。

油耗法规越来越严,所以还得持续节油,我们把能用的可变技术,包括降摩擦的技术用上去,我们用了开关式水泵,电子节温器、可变流量机油泵、起停、智能发电机等等,我们再次实现了10%的节油。

下一阶段,我们想在直喷方面继续深挖它的潜力。对于传统内燃机还得持续节油,挖掘它的排放体力,包括国内A、国内B,以及第五阶段的限制,我们会持续做优化,包括用户的驾乘感受,我们会做优化工作,节油效果我们其实已经实现了,已经节油10%。在此基础上,我们做了下一步的完善,就是48VIBSG的技术,加上我们的磷酸铁力电池,我们还可以实现12%的油耗节省,今年11月份48V的产品会上市。第三步我们会用弥勒循环加上P2混合系统,继续节油30%-35%,预计2018年可以量产。

我们再了1.5代的量产,接下来我们做2代产品,性能会有大幅度的提升,做到128KW、251NM,还可以拓展到48V、深入混合系统中去。

以上是我的汇报,谢谢!

注:本文根据现场速记整理,未经嘉宾审核。

2017中国汽车零部件高峰论坛

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