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国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?
2019-07-26 19:48:09 飞灵汽车

受经济环境的影响,国内的汽车消费市场从去年下半年开始就已经进入到了下行区间。而在刚刚过去的六月本应该是销量上的淡季,各大车企的销量却是“捷报频传”。其中的主原因就在于各大主机厂要赶在国六排放执行之前清理大量的国五车库存,导致6月的车市上演了一出国五车最后的疯狂。

车市下行,排放法规却又“急行”

国六实施在即,为什么大多数厂家在6月依然堆积了大量的库存车呢?这里面有两方面的因素:一方面受经济环境的影响,汽车市场的消费体量出现了萎缩,导致大多数厂家都出现了国五车的库存积压。

另一方面国六的实施来的太突然。我国的国六排放法规的发布时间是2016年5月,其细则与是否提前实施的讨论从2017年一直延续到了2018年初,直到2018年中才基本确定了细则。发布与实施之间的过渡时间太短,导致很多主机厂还来不及对产品的驱动和排放系统进行升级换代。而且要知道中国从国4阶段整整落后欧洲7年,到国六阶段又要追平欧洲欧Ⅵ的水平,本身油品质量上和欧美也还有距离,它直接影响着排放结果,所以国六法规的这样快速的落地令很多主机厂基本耗尽了驱动系统的技术储备。

而从整体表现来看,只有部分在发动机技术方面有着深厚储备的主机厂能够从容应对国六排放。比如通用目前全面铺开的全新一代Ecotec系列发动机(1.0T/1.3T/2.0T),就正式喊出全面面向国六。

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

什么是国六,国六b对汽车驱动技术有什么影响?

为什么说国六的排放标准榨干了很多主机厂的技术储备,不就是升级一下排放系统就能解决问题吗?其实它并不像当年国4排放升级到国5那么简单,它需要燃油系统油箱、碳罐的技术升级,发动机喷射和燃烧技术升级,排放技术升级等等。我们可以先来了解一下国六的排放标准。

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

严格意义上来说,国六是分了四个阶段:国六a,国六b--,国六b-和完全体国六b。国六a和当前的国五差距不大,算是目前国六排放阶段的过渡标准,主机厂也比较容易达到;国六b--是国六b的第一阶段,标准较为严格,整体的碳氢排放相比国五加严了50%,目前提前实施国六阶段的地区都是采用该标准;国六b-是国六b的第二阶段,与第一阶段的差别在于对PN(碳烟)值的要求,从6*10^12收紧到6*10^11,目前市面上的车最多也就能达到这个排放水平;完全体国六b,增加了RDE考核+20万公里耐久,这相当于是要对车辆进行全生命周期的考核,目前国内市场中还没有能达标的。主机厂想要达到完全体b的排放标准,必须是发动机本身排放和耐久达到一个很高的水平。

为什么这么说?因为既要保证车辆动力性和燃油经济性不打折扣,又要符合国六b阶段排放要求,长久之策驱动系统的技术路线上还是要从排放源上解决问题。只有发动机排放达到了一个优秀的水平(最少是国六b--),后期再真针对发动后处理系统进行一定的升级,排放才能达到完全体国六b的要求。

而想要发动机的排放本身就能达到国六b--这样严格要求的标准,就需要运用到目前一些较为先进的喷射技术,比如进气道双喷射(D-PFI)、35MPa高压喷射、进气道和缸内的复合双喷(GDI+FPI)等等,而前期很多主机厂在这些技术领域积累较少,以至于在应对国六b实施时产品升级显得较为狼狈。

应对国六B排放,发动机技术形成了哪些流派?

为例应对国六b的排放要求,发动机的技术升级主要体现在喷射和燃烧系统上。而发动机燃油喷射方式不同,其在国六排放上选择的技术升级路线有也较大差异。我们可以先来说说进气道喷射(PFI)的发动机进阶路线。

有个小趣闻,在欧洲的排放考核中,特别是PN排放在6*10^12阶段,PN排放的法规解释曾明文写明,是专门针对缸内直喷(GDI)发动机,在监管中,政府机构甚至直接不查PFI的发动机,这是为什么?

因为PFI发动机的油气混合是在进气道完成,混合更充分的油气在气缸燃烧会更完全,碳烟的排放更少,而GDI发动机混合气是在缸内完成混合,在引燃火花塞附近的过浓混合气时容易产生碳烟,所以这就是为什么欧洲PN排放会专门针对GDI发动机了。

但是PFI发动机又有着混合气控制不精准,燃烧控制不稳定,高负荷不如GDI发动机的缺点,而近几年提升发动机功率和改善驾驶特性是个大主机厂提升产品竞争力的必要手段,所以近几年PFI发动机的装机量在持续走低。那么有没有什么技术方案既能保证PFI发动机在PN控制方面的优势,又能弥补混合气精准控制方面的劣势呢?这里通用的解决案例就较为先进,采用了进气道双喷射(D-PFI)的技术方案。

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

双喷D-PFI技术是通用的首创,相比传统PFI,在燃油控制方面,由于喷嘴到燃烧室的距离大大缩短,可以实现在部分条件下进气门打开的时候直接喷射燃油到缸内,实现类似于直喷的油耗与抑制爆震的效果,而本身又保留了传统PFI的PN控制优势。所以,D-PFI是目前提升小排量PFI发动机性能和排放最佳手段之一,目前通用主要应用于新一代Ecotec 1.0T,1.3T和1.3L发动机。

我们再来说说GDI发动机的排放进阶路线。GDI发动机控烟差就是它目前在应对排放方面最大的弊端,而解决方案目前主要是两种流派。一种是采用35Mpa高压直喷技术,一种是采用进气道PFI+缸内直喷GDI的复合喷射技术,前者以通用的第八代Ecotec系列发动机为代表,后者以大众的EA888GEN3B和丰田D-4S为代表。

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

在产品竞争如此激烈的今天,在解决GDI发动机PN控制问题的前提,依然是不能让发动机动力性和燃油经济性上打折扣,而35Mpa高压直喷技术就是一个很好的解决方案,更高的燃油压力可以让燃油颗粒更加细小、燃油雾化混合效果更好,同事喷射流速加大也有利于综合解决多次喷射、碳烟与燃油稀释的平衡。所以,采用35Mpa高压直喷技术可以令国六的发动机依然保持国五时代的高性能,还能实现燃油经济性、排放和性能的兼顾。

目前国内首次大规模应用35Mpa高压直喷系统的就是通用的第八代Ecotec系列发动机,这个系列发动机不仅只是排放满足了国六的标准,动力性也是相当出色。第八代Ecotec1.3T发动机的最大功率已经达到了121kw,账面升功率90kw,这也是为什么通用敢把它搭载在迈锐宝这样的B级车上的原因,要知道复合国六标准的宝马1.5T发动机,功率都只有100kw了。

国六不只分ab,驱动技术该如何应对未来?

PFI+GDI这种复合喷射技术的诞生也有一段时间了,并非严格意义上来说为了解决国六PN问题而诞生,而是为了提升GDI发动机的燃油经济性和改善积碳问题所诞生。PFI+GDI这种技术路线在解决PN问题上,在低负荷时可以很好的利用PFI的优势,降低PN的排放,但是为了控制全过程的PN,高负荷阶段GDI特性的输出也受到了一定的束缚,导致它最大功率会打折扣,所以他的动力性会受到一定的影响。另外,由于增加了喷油器,机构和控制策略更复杂了,对发动机的控制稳定性要求很高。

所以综合来看,采用35Mpa高压喷射技术相比PFI+GDI的复合喷射技术,在动力性和PN控制上更有优势。目前国内的自主品牌比如长城、广汽、奇瑞等基本上把第一代发动机的喷射技术锁定在35Mpa路线上,而实际大众在欧洲的部分车型在2016年也开始采用35Mpa高压喷射技术了,只是因为成本较高,并未引入到国内的车型之上。

目前也有部分厂家采用过渡方案来实现国六标准的PN控制,比如宝马是通过微调火花塞和喷油器位置,只是优化了喷油量来实现了PN值的降低,但是会导致升功率和升扭矩的不足,宝马目前那台国六标准的1.5T发动机就有这个问题。所以这并非长久之计,宝马未来预计也会走向35Mpa的路线。

综合以上分析来看,我们不难理解为什么通用敢喊出其动力总成可以全面面向国六b标准了。D-PFI和35Mpa高压喷射技术的前瞻性布局可以让他们的发动机源排放就直接满足国六b--的标准,再辅以CVT和9AT这类既能提升动力平顺性,也能提升燃油经济性的变速箱,就不难理解通用为什么能从容面对当前的国六排放标准了。

综述:为了应对2023年的完全版国六b排放,并且同时保持驱动系统的产品竞争力,长远来看将发动机源排放的水平提升到符合国六b--及以上的标准是必然路径,而这条必然路径上采用35Mpa高压喷射技术显然更符合前瞻性。而以上汽通用为代表的企业似乎已经走在了行业的前列。

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