“史上最嚴(yán)”的國六明年就將到來，國內(nèi)車企準(zhǔn)備好了嗎？
童濟(jì)仁汽車評論
近日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的一則文件中明確提出：自2019年1月1日起，北京、天津、河北、山東、河南?。ㄊ校┨崆皩嵤┹p型汽車國六排放標(biāo)準(zhǔn)。截止目前已有9?。ㄊ校┟鞔_提前實施國六排放標(biāo)準(zhǔn)。被稱為“史上最嚴(yán)苛”的國六，迫于環(huán)保壓力正在加速落實。從排放標(biāo)準(zhǔn)限值來看，國六法規(guī)甚至略嚴(yán)于歐盟的歐六排放要求。對任何一個在中國新車市場的玩家而言，這都是一場史無前例的大挑戰(zhàn)：如何通過技術(shù)創(chuàng)新，讓仍占國內(nèi)汽車市場95%以上的內(nèi)燃機(jī)汽車，在動力、節(jié)能、環(huán)保三者之間找到新的平衡。
最近即將上市的兩款新車——凱迪拉克XT4和福特全新?？怂?，在動力總成方面有一個共同點：它們都將首次采用搭載可閉缸技術(shù)的全新發(fā)動機(jī)。這是一個非常明顯的信號，越來越多主流汽車制造商，開始加速備戰(zhàn)中國將在明年起實施的最新、也最嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。
相比把賭注押在混合動力的豐田、投巨資研發(fā)純電動平臺并在中國尋找江淮這樣新伙伴的大眾，通用在美國市場也面臨著和中國一樣的更嚴(yán)苛排放要求。所以相比其它競爭對手，通用在中國市場，也是較早開始積極應(yīng)對國六要求的汽車制造商之一。
國六大限會對傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生哪些影響？率先引入新技術(shù)的車企、品牌就更值得業(yè)內(nèi)關(guān)注。
例如，8月底即將正式上市的國產(chǎn)凱迪拉克XT4，因為首次在國內(nèi)配備了帶有閉缸技術(shù)的2.0T四缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)，也引發(fā)了行業(yè)對于節(jié)能減排大背景下，發(fā)動機(jī)新技術(shù)應(yīng)用的討論。
到2020年，國內(nèi)車企在售新車的平均油耗需達(dá)到5L/100km；2020年7月1日，國六法規(guī)亦將全面實施。在過去的2017年，國內(nèi)新能源乘用車銷量占比僅為2.3%，到2020年最樂觀的結(jié)果也不會超過10%的情況下，各大汽車制造商如何用新技術(shù)提高傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的能效，仍是無法回避的現(xiàn)實難題。
如何實現(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)效能更優(yōu)化？
在發(fā)動機(jī)設(shè)計開發(fā)時，如何進(jìn)一步提升能效？這需要充分考慮單缸容積、缸徑?jīng)_程比、進(jìn)排氣方式、燃油噴射等方面，向改善燃油霧化、提高缸內(nèi)油氣混合均勻度、降低排氣溫度等技術(shù)路徑靠攏。這就衍生出發(fā)動機(jī)正向設(shè)計的理念——單缸最優(yōu)，當(dāng)每個氣缸都達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)，發(fā)動機(jī)才能實現(xiàn)能效最優(yōu)化。
其實，在發(fā)動機(jī)設(shè)計時，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇是一個針對設(shè)計目標(biāo)不斷迭代優(yōu)化的過程。當(dāng)一臺新車的用戶人群和市場定位確定后，它的動力性能會被固定在一個范圍內(nèi)，所搭載發(fā)動機(jī)的排量也會確定下來。此時，圍繞這一需求的單缸容積、缸徑、沖程等發(fā)動機(jī)的設(shè)計過程，就是要在功率、扭矩、油耗、排放等之間找到最佳平衡點的過程。
經(jīng)過技術(shù)驗證，對于主流家用轎車所使用的1.0-1.5L排量發(fā)動機(jī)而言，選擇單缸排量0.33-0.5L是上述命題的最優(yōu)解。過小的單缸排量會增大熱損失，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熱效率明顯降低；過大的單缸排量則會使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x加長，容易引發(fā)爆震，同樣使發(fā)動機(jī)熱效率下降。
凱迪拉克XT4上搭載的2.0T可變缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)和別克中級車上的全新一代Ecotec 1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發(fā)動機(jī)，都選擇了以單缸最優(yōu)設(shè)計理念進(jìn)行打造，再通過對發(fā)動機(jī)噴油、燃燒、進(jìn)排氣等的優(yōu)化，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)效能的提升。
拿1.0T和1.3T Ecotec三缸發(fā)動機(jī)來說，三缸的選擇并非是簡單的“4-1”，而是一個基于“單缸最優(yōu)”設(shè)計理念的完全正向過程。但這也是普通消費者最難理解的一個過程，多數(shù)消費者不能理解，為何缸數(shù)變少是“技術(shù)進(jìn)步”而不是“偷工減料”，這也是廠商推廣和普及三缸發(fā)動機(jī)所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。
而實際上，相比傳統(tǒng)的四缸發(fā)動機(jī)，三缸機(jī)擁有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等整車十分看重的布置優(yōu)勢，三缸機(jī)沒有排氣干擾，能讓渦輪遲滯更小，同時三缸機(jī)的摩擦損失較四缸機(jī)也要降低10%-15%；三缸發(fā)動機(jī)因為體積更小的優(yōu)勢，未來也會成為混合動力車型的首選發(fā)動機(jī)類型。
由于受到排放和油耗政策壓力，歐美日汽車品牌在發(fā)動機(jī)技術(shù)路線上逐漸趨向一致，三缸機(jī)的陣營也在不斷壯大。通用、福特、PSA、寶馬、沃爾沃、雷諾、豐田、本田所開發(fā)的新一代小排量渦輪增壓發(fā)動機(jī)中，三缸機(jī)已成為絕對的主流路線。在2018年國際發(fā)動機(jī)大獎名單中，1.8L以下組別的最優(yōu)發(fā)動機(jī)已經(jīng)完全被三缸發(fā)動機(jī)所包攬。
目前，國內(nèi)已經(jīng)有超過40款車型搭載三缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)。到2019年底之前，這個數(shù)量可能增加至100款。根據(jù)全球商業(yè)資訊提供商IHS的預(yù)測，到2025年中國搭載三缸機(jī)的汽車保有量，將超過5,000萬輛。
國六背后的產(chǎn)品達(dá)標(biāo)爭奪戰(zhàn)！
普遍的印象中，中國的新車排放法規(guī)總會比歐美標(biāo)準(zhǔn)門檻更低一些。但事實上，國六標(biāo)準(zhǔn)卻要比歐盟的歐六標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛，幾乎和公認(rèn)全球最嚴(yán)的美國標(biāo)準(zhǔn)處于同一水平線上。標(biāo)準(zhǔn)躍進(jìn)的背后，也給在中國市場的汽車品牌們，提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
相比國五，將在2020年實施的國六A測試循環(huán)，由原先的歐洲駕駛循環(huán)NEDC改為世界統(tǒng)一輕型車測試循環(huán)WLTC，覆蓋的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍更大，包含了對極端駕駛行為的考慮，更加接近車輛的實際工況。同時，后續(xù)在2023年實施的國六B標(biāo)準(zhǔn)，對常規(guī)氣態(tài)物的排放限值比國五降低約50%，而且增加了新的排放物種類限值要求。
2019年國六A標(biāo)準(zhǔn)開始實施后，雖然國五車行駛暫時不受影響，但保值率方面肯定會急劇下降，過渡期后進(jìn)入國六B標(biāo)準(zhǔn)，國五新車將不被允許上牌。
因此，《童濟(jì)仁汽車評論》認(rèn)為，只有在傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)領(lǐng)域提前規(guī)劃、做好前瞻性技術(shù)布局和產(chǎn)品落地的汽車制造商，才能最先向市場投放搭載更新動力總成的新車，這也是汽車制造商對消費者負(fù)責(zé)的做法。
能夠在現(xiàn)售車型和全新一代產(chǎn)品上同時提前達(dá)到國六標(biāo)準(zhǔn)的汽車制造商，目前在中國市場鳳毛麟角，上汽通用可能是第一個提前布局的汽車制造商。而且不僅是在像凱迪拉克這樣的豪華品牌全新?lián)Q代車型上，包括別克品牌在售1.0T和1.3T英朗、閱朗、GL6等三缸車型（可以通過對現(xiàn)有產(chǎn)品升級的方式滿足國六排放標(biāo)準(zhǔn)），以及即將更新動力總成的2.0T產(chǎn)品，都可以提前滿足嚴(yán)苛的國六標(biāo)準(zhǔn)。
政策與消費習(xí)慣的博弈？
在政策導(dǎo)向與消費習(xí)慣之間，整個行業(yè)都必須為之努力。市場在變、競爭在變、用戶在變、需求在變，車企的發(fā)展不僅要抓住這些變化，更為重要的是能否在形勢改變之前預(yù)先做好規(guī)劃，提供超出時代需求的產(chǎn)品。
面向未來，動力總成的快速發(fā)展，不僅左右著消費者的選擇，同時是車企能夠在不斷變遷的市場中始終占據(jù)有利地位的基礎(chǔ)，更是在政策法規(guī)的框架下生存下來，保持和繼續(xù)擴(kuò)大市場份額的關(guān)鍵。
所以，在接下來的兩年時間內(nèi)，國內(nèi)消費者也將越來越習(xí)慣于更小排量的三缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的出現(xiàn)，以及類似XT4這樣的搭載閉缸技術(shù)的渦輪增壓發(fā)動機(jī)車型，包括更多擋位的AT、雙離合和更高效CVT變速箱等。
對于任何一個汽車制造商而言，除了在純電動、混合動力等技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)投入之外，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和傳動領(lǐng)域的新技術(shù)，也是動力總成技術(shù)升級換代的必經(jīng)之路。可以預(yù)見的是，會有越來越多像上汽通用這樣的企業(yè)，加速傳統(tǒng)動力總成和傳動技術(shù)的升級換代，以滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛要求，贏得相應(yīng)的市場先機(jī)。
