天津大学苏万华院士:车用内燃机技术的发展趋势

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第19届亚太汽车工程年会&2017中国汽车工程医学会 年会暨展览会(APAC 19 & 2017 SAECCE)于10月24-26日举办,本次论坛以“未来汽车与交通变革”为主题,携手行业领导、医学会 领导、院士、汽车及相关行业权威专家在内逾1150余位国内外业界嘉宾同去探讨汽车产业车厂与零部件协同创新和技术发展路径。以下是天津大学苏万华院士在会议上的演讲实录:

天津大学苏万华院士

苏万华:各位专家:下午好!我来做这个报告题目是“车用内燃机技术的发展趋势”,我分3个间题来讲,第有十几个 间题是未来在相当长的时间内汽车内燃机依然占有支配地位,这是我的有十几个 基本观点。我认为新能源汽车血块发展还不能突破诸多社会和技术的屏障,新能源汽车它的发展应当以新能源系统的发展和应用来作为前提。现在新能源话语,原因上午李骏院士的那个报告也从碳排放的深度论述了这个间题,实际上低碳排放还不能删剪看作是新能源,新能源应该主要指太阳能、风能和再生物质的能源。什么能源应该还能不能 成为新的能源,什么新的能源目前还没办法 十几个 发展的时间点,明确的在多会儿还能不能 占有十几个 支配的地位。新能源车特别是电池的材料和制造,在制造过程中也会引起相当多的环境间题。而买车人面内燃机技术,特别是碳排放和污染物的排放方面也显示了巨大的潜力。

内燃机有所以优点,比如说能量密度高,现在乘用车的升功率在实验室底下还能不能 达到1150Kw/L,内燃机的热深度最高,汽油机还能不能 达到45%,这个还都在最高的汽油技术,它和最新的超超临界要是发电系统,目前的火力发电深度最高的本身土法律妙招,本身是超超临界发电有十几个 是IGCC热点联产的发电,它的深度相当,还能不能 达到46%左右,柴油机的热深度接近150%,这是目前变慢就达到的。

内燃机还能不能 使用灵活的燃料,包括化石燃料、绿帘石气、生物质燃料、无水乙醇燃料等等。内燃机有很大的有十几个 保有量,现在机动车原因突破3亿量,乘用车也是达到了2亿量。内燃机的加工技术性心智心智成熟期期 图片 期的话语,维修使用方便,我国产品的品牌汽车所占有率目前在国内所以种系列汽车底下是名列前茅的。

汽车仍然具有很大的发展潜力,现在国际内燃机研发的重心在提高热深度,有效热深度150%是国际内燃机界在奋斗的目标,这是有十几个 奋斗的目标。内容的电气化,要是内燃机采用和电的结合,和电动的结合发展也很太快了 了 ,包括水泵、汽油泵的推动,蒸压汽电动的增压等等这方面的技术发展变慢。世界各主要国家均设定了大幅度的降耗油和甲烷气体排放的法规,这个是内燃机技术现在发展的有十几个 特别要的动力。目前有害排放物原因达到近零的水平,前十年是超低排放,超超低排放,现在比那个超超低排放不能低所以,它的主要排放物降低了90%左右。完善燃油车的排放物检测土法律妙招,包括实际道路排放检测法规R&DE正在准备实施,这对于降低有害排放物非常有利。

这是我国和这个世界各国关于甲烷气体排放发改委制订的前一天有十几个 规划,我们我们我们 歌词 从2015年的170克左右降到了不能115克的情况表,每年合适 要减少排放,甲烷气体排放会达到5%。

第3个间题,汽车工业是最具有创新力的行业,这个不仅在中国,全世界我们我们我们 歌词 看这个统计的数据,波士顿咨询公司研究发现,全世界最具创新力的TOP20公司汽车公司占了有十几个 很大的比重,已经 在TOP20的汽车公司制造业底下企业占主体,所以现在企业是技术创新的有十几个 主体。汽车制造业创新它的动力是什么呢?按照原文翻译,要是通过提高动力总成的深度来提高传统汽车的燃油消耗;第3个是开发整车系统的潜力和电子模块;第有十几个 是开发更轻的车身;第四开发快速增长的用户需求;   目前的用户需求是要求舒适性为主,最近的SUV车比经济型车增长快所以。

汽车加工和贸易联盟底下我们我们我们 歌词 统计,汽车生产商每天花费的R&D经费原因超过11150亿美元,美国是1150亿,中国在这方面的总投入要是容小觑。在这11150多亿的美元要和航天、国防的R&D开支相比,国防和航天的R&D开支是255亿,所以汽车的投入和R&D投入比航天是我们我们我们 歌词 的4倍,所以可见我们我们我们 歌词 对于汽车的开发重视的程度和投入的程度。TOP20的什么企业我们我们我们 歌词 在投入的过程当含有十分重要的特点也值得我们我们我们 歌词 考虑,要是它非常关注和提升零部件供应商的媒体企业合作关系,会和零部件供应商分享150%—70%的利润,前一天提高供应商的积极性。我们我们我们 歌词 也知道所以对于技术的掌握和技术的提升是在供应商来完成的,包括燃油系统、增压系统等等。原因不能一二级供应商除理我们我们我们 歌词 的可靠性间题,实际上也好难应用,所以这个媒体企业合作关系也值得我们我们我们 歌词 参考。

第有十几个 间题是车用发动机的技术进展和趋势。第有十几个 趋势要是新一代先进的燃烧技术的层出不穷,有所以燃烧技术,包括汽油的压燃,双燃料的反应活性控制原因燃料不同的混合土法律妙招的反应的活性控制,HCCI燃烧,还有要是汽油机的直喷压燃等等,反映出很高的对热深度的推进作用。

第3个特点要是多可变控制技术现在发展非常快,无论是在汽油机还有柴油机,加速了内燃机的智能化,所以传统意义的内燃机我不知道我们我们我们 歌词 讲的是什么,已经 内燃机实际上始终是在沿着这个可变、可控、智能方面的发展,已经 最近十来年发展深度变慢,这里包括可变增压技术,可变气门定时和升程技术,可变直喷原因双喷技术,可变压缩技术等等。

第有十几个 要是增压小型化Dowsizing,这个现在看起来是汽车内燃机发展的有十几个 主流技术。密西根大学交通研究所我们我们我们 歌词 发现,按照北美统计到2025年150%的乘用车将应用增压技术,在中国很原因比这个进步要快,目前新的车型基本都采用了小型增压的技术。乘用车市场底下3缸和4缸汽油机将占66%,3缸技术添加48V的混动技术会节省成本的有效性,过去村里人 估计过汽车在满足各个国家的排放法规和油耗的前提下,在3缸机的情况表下进一步进行混动有原因是最好的。现在限制混动技术特别要的有十几个 因素要是成本因素,3缸机开发出来添加48V便宜的技术原因有很大的发展前景。已经 现在比较清楚,普思瑞的混合动力那个方案我们我们我们 歌词 放弃了,当然轻型卡车4缸和6缸的汽油机将超纲75%,美国在重载车上现在结束用汽油添加增程式的混合动力,非常有前景。美国的燃油规范底下也推进柴油机,已经 原因柴油的碳排放比较高,所以碳排放的降低的水平会打一定的折扣。

第3个方面,要是在减少各方面的损失,我们我们我们 歌词 认为减少损失要是在提高深度,原因这底下的损失还能不能 包括排气损失、冷却损失、泵器损失、润滑损失等等,针对什么损失,所采用的增压、压缩比余热利用,低散技术现在发展非常好,包括对国3的油冷却都在所以新的技术经常经常出现。关于泵的损失,我们我们我们 歌词 现在用可变频泵,要是便携化的技术,这个实际上是有十几个 相当简单的间题,都在好难的技术,主要是成本间题。像润滑技术这方面的研究工作非常雄厚。

第3个要是汽车控制技术的进步,目前根据我说的这个控制专家Chris的观点比较同意,主要是提高车载的计算能力,原因提高11150倍还能不能 除理发动机的深度,这个车载计算能力不仅仅是除理内燃机的控制间题和计算间题,主要是系统,系统的Connectivity Revolusion这个深度。另外要是要多变量实时控制,这方面我们我们我们 歌词 国内做了所以的工作。

2025年电子产品在动力总成占的成本将增加15%,所以实际上智能化、电气化并都在电动车的专利,对于内燃机汽车实际上我们我们我们 歌词 也是在要积极的向信息化、电气化、智能化方向发展,已经 实际上原因获得了相当成功的效果。

4、典型的高效、节能、无尘室车用内燃机的新技术。

第有十几个 叫HyBoost技术,基于有十几个 小型强化的汽油发动机,这底下利用还能不能 回收刹车能量,也还能不能 利用有十几个 电子的负荷来回收尾气的能量,这个个 能量回收起来前一天还能不能 用来拖动有十几个 电子的增压器,当然还还能不能 提供给车上的这个的用电用途。这个系统实际上非常简单,它还能不能 和前一天传统的强混的技术还能不能 达到同样的效果,成本大大降低。已经 即使是前一天有十几个 48V技术,有关开发的企业买车人讲,实际上在2020年前一天要是会大规模的应用,最主要原因成本因素,而都在原因技术的因素,所以不考虑成本这是不现实的。我们我们我们 歌词 在满足排放法规和油耗法规的前提下作为汽车企业首好难降低成本,这也是用户的需求。

新技术报道,美国ORNL实验室,这个多缸实验发动机热深度原因提高到55%以上。丰田这个原因是有十几个 上市的ENR—FTS这个机型,涡轮增压,最高的热深度都在很高,已经 这个发动机它还能不能 达到个油5.15L的油耗,这个油耗要是美国2025年的值。这个技术还能不能 想像,有十几个 是燃烧过程,在燃烧过程做的所以工作,提高了燃油经济性,另外一方面要是采用了所以降低损失的土法律妙招,使得低负荷的热深度提高。马自达的第三代,他讲是1919年会推出,用的是HCCI燃烧,Lamda是2.5,深度是40%,这个技术最大的特点要是实现低转数、大扭矩,变速箱还能不能 大大繁杂,还能不能 通过变速箱的变化使得油在低负荷的油耗大幅度的改进,采用混动的需求必要性就会降低,前一天一来成本就降低了。当然它在这个过程当中降低损失也是我们我们我们 歌词 非常重要的有十几个 研究的内容,包括降低摩擦的损失,包括降低热损失。

这是我们我们我们 歌词 开发的汽油HCCI高热深度工作,这个工作我们我们我们 歌词 还能不能 看了也是很有意思,整个热深度会在51%左右,在整个的工作过程底下,从低负荷到高负荷这个热深度做的很高,还能不能 做到接近51%。在这个段我们我们我们 歌词 不能做变气门,原因结合起来整个深度还还能不能 提高。整个采用我们我们我们 歌词 采用增压技术、气口喷射技术、可变气门技术、可变增压技术,可变气门技术主要除理低符合这个段实现HCCI。

这个是我们我们我们 歌词 关于采用多变可变技术,对发动机进行控制的技术。我们我们我们 歌词 这底下是为国内的开发的有十几个 O6柴油机,我们我们我们 歌词 配置了可变的两级增压器,开发了延时系统,开发了可控系统,开发了功能很强大的智能控制系统,实现了整个发动机的可变压深度。这个情况表下这个热深度还能不能 有很大提高,另外要是控制对于道路的适应性,对于工况的适应性非常强。比如有十几个 工况的控制,既还能不能 通过VGT增压器的控制,通过可变压比的控制,通过油量变化的控制。所以我们我们我们 歌词 前一天有十几个 O6的过程,有十几个 学生不能有十几个 月就完成,可见多变量的前一天有十几个 系统具有很大的优越性。

这个也是我们我们我们 歌词 搞的,我们我们我们 歌词 在无尘室计划行动,采用的停缸技术,我们我们我们 歌词 当时还能不能 用停缸技术还能不能 停1—5缸,前一天发动机使得它的工作缸就还能不能 在有十几个 比较高热深度的条件下,这个当时按绿帘石气来说还能不能 减少绿帘石气使用达到45%,个油的气耗,效果明显,我们我们我们 歌词 在国内和所以企业联系过,已经 目前不能用,在博世和宝马最近我们我们我们 歌词 高端的汽车上采用了这个停缸技术。

最近报道的要是喷水技术,这个也是非常有意思的技术,这个技术都在所以难度,最大的好处要是具有抗爆性,具有柴油机的扭矩,使汽油机的转矩达到和柴油机相同的水平。使得低转速的扭矩提高,和变速箱的系统集成结合起来还能不能 打大降低整体的油耗。博世系统我们我们我们 歌词 在实验室进行了工作,我们我们我们 歌词 的油水比达到35%,BMEP还能不能 达到20bar,降耗油是13%,这个技术非常有前景,这个技术咋样来使用水的喷射不带来负面的作用,这是我们我们我们 歌词 不能研究的间题。

目前提高汽油机辛烷值也是有十几个 特别要的有原因成为有十几个 趋势,主要原因美国,美国认为欧洲的做法是对的,所以我们我们我们 歌词 也在力图提高辛烷值,还能不能 提高热深度5%,这是很不容易的。在我们我们我们 歌词 实验室底下,我们我们我们 歌词 搞了有十几个 分子重振的技术也是在提高燃料的辛烷值,也还能不能 使得热深度达到52%。

余热回收,这个很有前景,主要是成本的间题,成本除理前一天会得到3%—5%的效果。内燃机也非常重视储能技术,通过提高电池的和超级电容它们的使用,我们我们我们 歌词 还能不能 用负荷原因是刹车回收来提高效果。另外要是电增压器目前主要是成本间题,什么原因成本间题除理前一天,用量大了前一天也会取得很好的效果。

结论,第有十几个 ,内燃机节能减排任重道远,是能源和环境安全的主战场之一,意义重大。加快车用内燃机技术的发展是国家能源和环境的大事。在世界范围内内燃机以提高能量利用率,降低碳排放为目标,新技术发展深度快,新技术层出不穷,我国内燃机工业不可懈怠,积极鼓励内燃机工业创新是中国汽车工业走向强国的正确道路。我国车用内燃机技术加快发展,成绩是很卓越的,我们我们我们 歌词 期待颠覆性的、引领性的技术在中国经常经常出现,那个前一天我们我们我们 歌词 就还能不能 说中国是有十几个 汽车强国。我汇报到这儿,谢谢我们我们我们 歌词 。

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