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由寰球汽車主辦的“燃·力量”汽車動力發(fā)展趨勢高峰論壇在京召開。多位內燃機領域權威專家匯聚一堂，通過解讀汽車動力的新技術，分析汽車動力未來的發(fā)展趨勢。

在《中國制造2025》中，中國將“節(jié)能與新能源汽車”作為重點領域發(fā)展突破。與此同時，“國六”排放標準、“雙積分”政策、4階段燃油限制標準等產業(yè)政策即將陸續(xù)實施，上述嚴格的標準表明了中國要走節(jié)能減排之路的決心。

在節(jié)能減排的大背景下，汽車動力如何應對排放及燃油消耗的限制？動力產品的功能性和穩(wěn)定性如何提升？如何進一步挖掘混合動力、渦輪增壓、自然吸氣和三缸機發(fā)展的潛力成為了與會專家討論的焦點問題。

上汽通用汽車泛亞汽車技術中心驅動系統(tǒng)部執(zhí)行副總監(jiān)尹建民指出，目前上汽通用堅持新能源汽車與節(jié)能汽車并頭發(fā)展，兩頭腿走路戰(zhàn)略。在他看來，發(fā)動機從六缸到四缸，從四缸到三缸，技術的驅動和挑戰(zhàn)在本質上沒有區(qū)別，變化的，是更大的研發(fā)投入，更多高新技術的研發(fā)應用，和更深入的整車系統(tǒng)匹配。對于目前中國市場1.0-1.5L的主流排量，基于單缸效率最優(yōu)策略，選擇三缸機是一個最佳的選擇。三缸機比四缸機還有很多的優(yōu)勢，如體積小、重量輕、結構緊湊，沒有四缸機固有的排氣干擾，渦輪遲滯小，有更好的低速扭矩等，特別是三缸機在結構上具備摩擦功優(yōu)勢。新一代Ecotec系列發(fā)動機在摩擦功損失方面，三缸機比四缸機降低了10-15%，這也是為什么近年來在市場上興起了小排量三缸機的熱潮。

以下是上汽通用汽車泛亞汽車技術中心驅動系統(tǒng)部執(zhí)行副總監(jiān)尹建民的發(fā)言實錄：

尊敬的各位專家、各位來賓，大家好。非常高興今天有這個機會能跟大家討論國內汽車動力發(fā)展的趨勢。我來自于上汽通用汽車泛亞汽車技術中心驅動系統(tǒng)部。2015年的時候我們這個部門從原來的動力總成部改成驅動系統(tǒng)部，這里蘊含了一個變化。驅動系統(tǒng)包含了發(fā)動機、變速箱、電氣化，所以我們這個部門是涵蓋了整個動力系統(tǒng)，不管是我們傳統(tǒng)的動力還是未來的新能源動力。在一段時間以來，技術的發(fā)展推動著汽車產品和市場不斷地革新，動力系統(tǒng)一直以來扮演著關鍵的角色，那么不管是新能源產品如雨后春筍般的涌現還是傳統(tǒng)的內燃機都在快速的迭代演進。我們堅持新能源汽車與節(jié)能汽車并頭發(fā)展，兩頭腿走路，正如前面付理事長講的，轉型中升級，升級中轉型，兩條腿并行走路。這不光是技術發(fā)展的必然，也是全行業(yè)的共識。當然，我們看好新能源未來的發(fā)展?jié)摿?，然而現在主導市場的仍是傳統(tǒng)動力，這個前面的專家做了非常詳細的描述，無論哪方面的統(tǒng)計，不管是2030年還是到了2050年，市場依然是以內燃機動力為主，因此它的一舉一動都會被市場放大，產生更加廣泛的影響。

目前傳統(tǒng)動力面臨兩個方面的核心挑戰(zhàn)，這個在之前也做過介紹，一是從法規(guī)角度來說，2020之后達到5L以下的油耗要求，還有不斷加嚴的排放要求，特別是WLTC及RDE工況的引入將這種要求擴大到了整機更大的工況范圍。與此同時，國內消費者的消費升級對于動力系統(tǒng)的高性能和快速動力響應表現的更加敏感。特別是NVH表現正在成為客戶評價產品的魅力指數之一。這些都是我們不斷研究和升級發(fā)動機技術的根本。我們發(fā)動機升級了，不僅要考慮法規(guī)的要求，還要考慮我們能給客戶帶來什么樣的體驗。

以增壓小型化為代表的，這張圖可以看得很清楚，從六缸機到四缸機再到三缸機。我本人也親自參與了我們公司GL8的研發(fā)過程。通過增壓小型化，單缸效率提升等等，全面提升了整車的動力性能和油耗表現。在當時我們也同樣面臨著相比六缸機，四缸機的二階不平衡力，與在720度點火周期內缸數減少后變差的扭矩/轉速波動，這個是客觀事實，也不用回避。但是在發(fā)動機和整車的共同優(yōu)化下，我們實現了振動和噪音的有效控制，這一點在整個行業(yè)得到了驗證，我們GL8在全面換裝四缸以后得到了市場全面認可。我們將這些經驗，結合發(fā)動機技術的最新進展，充分運用在了全新一代三缸機的研發(fā)中。我們可以看到從六缸到四缸，從四缸到三缸，技術的驅動和我們的挑戰(zhàn)在本質上沒有區(qū)別，變化的，是更大的研發(fā)投入，更多高新技術的研發(fā)應用，和更深入的整車系統(tǒng)匹配。所以其實研發(fā)三缸機難度是大于四缸機的，我可以負責任的這么講。

另外大家可能要問為什么要研發(fā)三缸機。三缸機是有一定范圍的，不是所有的排量都能做三缸機。在講三缸機之前要講單缸排量。前面專家也講過了效率，這個就像搞電池研究能量密度一樣的道理，不管是傳統(tǒng)動力還是新能源里面最核心的東西就是能源效率的提升，所以單缸排量對于發(fā)動機動力性和經濟性的平衡非常關鍵。單缸排量在一定范圍內的上升有利于燃油經濟性的改善。從這張圖上可以看到，我們是以0.4升為基礎，小于0.4升以后，熱效率開始有所降低，小于0.33L降低非常明顯。大于0.4升之后是改善了，0.5升以后改善得不明顯。所以經過理論分析和實驗驗證，單缸0.33和0.5升之間我們認為是最佳的單缸排量，對于目前中國市場1.0到1.5升的排量，選擇三缸機是一個最佳的選擇。所以做三缸機是有一個依據的，不是說我什么排量都來做三缸機，這個很重要，最根本的驅動力就是單缸的效率。我們剛才講了發(fā)動機研發(fā)最核心的就是燃燒效率，如果你不追求效率，這個也可以搞成好幾缸出來，但是效率不是最優(yōu)的。當然，前面趙院長也介紹了，三缸機比四缸機還有很多的優(yōu)勢，如體積小、重量輕、結構緊湊，沒有四缸機固有的排氣干擾，渦輪遲滯小，有更好的低速扭矩等，特別是三缸機在結構上具備摩擦功優(yōu)勢，新一代Ecotec系列發(fā)動機在摩擦功損失方面，三缸機比四缸機降低了10-15%，這也是為什么近年來在市場上興起了小排量三缸機的熱潮。

實際上行業(yè)對三缸機的開發(fā)歷史悠久，大家過去對三缸機有一些傳統(tǒng)的認知，加上過去的環(huán)保理念不夠普及，包括技術手段受限等原因，市場對三缸機的需求和認可不大，這些都使三缸機一直被邊緣化，如今技術的發(fā)展將這些障礙都逐步的拔除，消費者的觀點也在向環(huán)保轉變，這也是整個行業(yè)的趨勢。不少主流品牌已經積極布局小排量三缸發(fā)動機。從這張圖可以看到，我分了三大塊，1.5升排量，1.5到1.0之間，還有1.0排量。后面我會介紹一下1.0排量，這個是增加渦輪增壓之后，以三缸為代表的發(fā)動機小型化的性能和效率提升，不是偷工減料。在權威性的“國際引擎年度大獎”十佳評選中，三缸發(fā)動機從2015年至今，已經包攬了1.5L及以下排量的所有獎席。特別是歐洲市場二十多個品牌推出了三缸發(fā)動機。去年僅西歐搭載三缸發(fā)動機車型的銷量就超過了二百萬輛，多個品牌的三缸機車型也在北美市場布局，穩(wěn)步推進。

在這個情況下，上汽通用前瞻用戶需求和市場變化，推出低油耗、低排放的先進動力總成，同步全球最新的科技深度集成，高效匹配，為實現整車油耗改善和動力提升，提供強大的助力。我們去年推向市場的全新1.0T和1.3T就是公司規(guī)劃的最新落地成果。

這兩款全新一代綠色高效發(fā)動機是整合通用汽車全球資源開發(fā)，并依托高標準的全球供應鏈和上汽通用汽車智能制造體系打造。得益于全新架構開發(fā)，1.0T，1.3T，大量采用了領先的技術，連同高滾流進氣道，以及行業(yè)領先的電動放氣閥、超低慣量渦輪增壓器和全程可變正時技術等，不僅強化了動力表現，達成了“小排量大功率”的設計目標，而且在全方位超低摩擦設計和先進的智能熱管理的助力下，燃油消耗也實現了同級領先。之前姚教授也介紹了發(fā)動機的新技術特征，很多與我們全新一代1.0T/1.3T Ecotec增壓發(fā)動機所應用的新技術是吻合的。

其中1.3T的額定功率120kW，最大扭矩230Nm，1.0T最大功率92kW，最大扭矩170Nm。也就是說動力性還是有很大提升的，而且全新1.0T發(fā)動機的燃油經濟性還提升了10%。

剛才講了很多三缸機的好處，為什么要做三缸機，我們也不可回避三缸機有它的挑戰(zhàn)。就像我剛才講的從六缸機到四缸機也有挑戰(zhàn)，但是這些挑戰(zhàn)通過技術的升級和深度的集成都很好的解決了。對于三缸機的擔心就是NVH的控制，主要體現在兩個方面。第一個是一階不平衡力矩，二階也有，但是比較少。另一方面是720度點火周期內，從四缸變?yōu)槿椎呐ぞ?轉速波動差異。對此我們提供了系統(tǒng)性的解決方案，其中對于一階不平衡力矩，我們一方面采用了輕量化結構和高性能的材料，降低了基礎的不平衡量，同時還進行了多種整機的平衡方案與整機匹配的選型。這里可以看到四張圖，也就是說發(fā)動機內平衡是做了大量的方案優(yōu)化，在里面選出最優(yōu)的一種，這個選擇不能僅針對發(fā)動機本身自己來做，需要跟整車的構架一起來做才能形成最優(yōu)的方案，達到整車振動最優(yōu)的組合。另一方面我們也引進了帶減振橡膠齒輪的平衡軸系統(tǒng)，這樣可以把一階的不平衡力矩降低的更加徹底。結合發(fā)動機和整車的優(yōu)化后，整車駕駛艙關鍵測點測試結果顯示，Ecotec系列發(fā)動機的振動表現達到甚至部分超越了四缸機水平。剛才趙院長放了一些領克02的視頻，其實網上也有關于新英朗的一些視頻，紅酒杯也是異曲同工，大家感受一下真的是很安靜。

在轉速波動方面，采用全球領先的鐘擺式DMF帶來了40%以上的轉速波動的降低，當然我們還對整個傳動系統(tǒng)進行從設計到控制的綜合優(yōu)化，實現了MT和AT全系整車的波動控制，優(yōu)于四缸機的優(yōu)秀成果。這張圖可以看到，這是三缸機在沒有經過優(yōu)化之前，經過剛才說的這一系列的措施以后，整車NVH做的非常好。

同時Ecotec發(fā)動機創(chuàng)新應用了12項的靜音減振核心技術，這個是發(fā)動機整體的，我就不一一介紹了，之前我們發(fā)布了很多這方面的介紹信息。不僅如此，整車也同樣進行了八項靜音的技術提升，這些技術結合在一起，為發(fā)動機在各個工況下達到了優(yōu)秀的運轉效果。這不是說等車造出來之后我做一些試驗，不行了我再去改，這個就有些晚了。當這輛車跟發(fā)動機匹配的時候，從整車的架構設計就要進行全面多輪的分析，就是說發(fā)動機和整車同步的改進和優(yōu)化，這是非常重要的。

我們也通過另外一組數字對發(fā)動機的可靠性和耐久性有一個了解，具體我就不講了，主要講什么呢？大家剛開始開三缸機體驗蠻好，過段時間或者用了十幾萬公里之后，幾年之后NVH是不是就變差？其實這個跟三缸四缸沒有關系的。我們經歷了耐久試驗，這些正向的開發(fā)，大量的發(fā)動機和整車耐久性驗證，確保所有的零部件的可靠，也包括了跟NVH相關的零件都經歷了耐久考驗，不會產生現在好以后不好的情況。

同樣我們一個好的設計還是要通過制造來保證，因為畢竟研發(fā)一臺發(fā)動機不是為了造一輛車，而是批量的生產，這就是汽車工業(yè)的魅力。怎么確保大批量的發(fā)動機和整車在一起，還能保持一致性非常好的水平。這里面主要依托我們上汽通用標桿級的智能制造，包括在國內動力總成制造領域首次應用的數字化平臺和虛擬仿真技術，也就是說在早期設計的時候就同步進行虛擬化的分析。對制造工藝優(yōu)化，包括MES制造執(zhí)行系統(tǒng)，高精度的三缸機動力平衡控制加工策略，全球一流高精度五軸加工中心、智能機器人等國際領先的智能制造系統(tǒng)，實現了自動化率達到95%，同時創(chuàng)新性的應用遠程診斷與分析系統(tǒng)，把風險防范于未然。

同時零部件也是核心，不可能都自己造，對外部的零件也要高標準嚴要求。發(fā)動機所有的零件材料及工藝均滿足通用汽車環(huán)保要求和最嚴苛的歐盟法規(guī)。

總結來說，我就以Ecotec1.0T為例，1.0T三缸機和目前市場主流的自然吸氣1.5L排量附近的四缸機相比，增加了電子執(zhí)行器渦輪增壓器，那可是個好東西，同時增加了鐘擺式雙質量飛輪、雙氣道噴射DPI、機油冷卻器和冷卻噴嘴等技術特征，同時還為這個發(fā)動機升級改進了中置可變正時，鋁缸體，高性能材料，分離式冷卻，凸輪軸球軸承等等多個零部件系統(tǒng)。所以能夠做到在性能和節(jié)油方面全面超過了自然吸氣四缸機，性能提升20%，油耗下降10%，還有一個很重要的，發(fā)動機的成本相比自然吸氣四缸機提高了40%左右，所以我不認同三缸機是低成本的概念，不是說減了一個缸成本就下來了，恰恰相反，1.0T的三缸機和1.5L自然吸氣四缸發(fā)動機相比，擁有高技術、高性能、低油耗、節(jié)能環(huán)保，符合我們所有的政策法規(guī)，是從設計到制造全方位的升級。全新一代的1.0T和1.3T三缸機突破了振動和噪音的瓶頸，突出展現了高性能、高可靠、高科技、低油耗、低排放、低重量，給用戶帶來新的用車體驗。可以說上汽通用Ecotec發(fā)動機是滿足客戶真實需求和承擔社會責任的高度統(tǒng)一。

最后，我從兩個方面簡單地談一談我們對發(fā)動機未來技術路線的展望。首先從發(fā)動機技術發(fā)展方面，我們根據自身的技術開發(fā)積累和行業(yè)觀察，結合了多家知名汽車咨詢機構的意見，從燃燒、進氣、增壓、排放及后處理、發(fā)動機架構五個方面對發(fā)動機未來的核心技術應用前景進行了研究。前面好幾位專家都給出了答案，發(fā)動機的技術發(fā)展將依然緊緊圍繞著國家燃油耗和排放法規(guī)進行迭代升級。前面多位專家提到了我覺得非常好的概念就是發(fā)動機的電氣化。我們現在講電氣化就感覺到純電動叫電氣化，其實發(fā)動機也有電氣化，我認為可以分兩個層面。第一個從發(fā)動機本身來說，今天的發(fā)動機其實已經是智能化的發(fā)動機，里面的進排氣及增壓系統(tǒng)，潤滑冷卻系統(tǒng)，診斷系統(tǒng)等，都是非常智能的，它里面的ECU控制軟件復雜程度不亞于我們自動駕駛控制軟件，我們認為發(fā)動機的深度電氣化和智能化將會是未來五到十年甚至更長時間的重要手段。以前有些通過機電液實現的非常復雜的機構，通過電機加智能控制技術可以更高效的實現此功能，所以發(fā)動機的VCR控制機構，電動增壓器，主動式EGR泵，電動水泵，電動機油泵等為依托的智能控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將根據整機的實際狀況，精確、靈活、快速的響應和控制執(zhí)行器，從而使發(fā)動機以最佳工況和最快速的響應整車需求的狀態(tài)工作。

這里面畫了一個小的閃電就是發(fā)動機本體的電氣化，電氣化不僅僅是純電動，所以我相信電氣化+和智能化+，將是未來發(fā)動機在面向2020之后，滿足和超越法規(guī)與客戶期望的必由之路，必將帶來發(fā)動機的新一輪的創(chuàng)新浪潮。

第二種發(fā)動機的電氣化前面很多專家也做了介紹就是48伏，HEV/PHEV，這也是必由之路。具體原因我想前面講的非常清楚，我們還是非常高度的吻合。當然在這里面也講到三缸機匹配48伏，有更大的優(yōu)勢，包括配HEV和PHEV技術，在空間方面更加緊湊，非常適合與混動技術的匹配，將助力節(jié)能汽車和新能源汽車的動力升級。這些技術可以讓節(jié)能和動力性能進一步提升，并且可以搭載到更高級別的整車平臺之中。

總結一下，高瞻遠矚的企業(yè)不會被浮云遮蔽住眼睛，變化是這個世界不變的真理，種種跡象表明小排量渦輪增壓三缸發(fā)動機已經成為未來內燃機動力的發(fā)展主流，我們有理由認為當前這種小排量發(fā)動機熱潮將會隨著時間的推移而逐漸加溫，最終為中國汽車市場帶來改變。上汽通用汽車也將把握機遇，不懈努力，為行業(yè)和市場的發(fā)展做出應有的貢獻，謝謝！ 
來源 汽車商報