乘用車(chē)的國(guó)Ⅳ及京Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)早已實(shí)施,柴油車(chē)國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)自7月1日起開(kāi)始實(shí)施,國(guó)四汽油標(biāo)準(zhǔn)也將從2014年1月1日起全面執(zhí)行。
近年我國(guó)霧霾天氣頻頻出現(xiàn),催促汽車(chē)企業(yè)必須加大節(jié)能減排力度;國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)和汽油標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,迫使發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)必須重視節(jié)能減排。今年年初,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)節(jié)能減排的意見(jiàn)》指出,到2015年,節(jié)能型內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品占全社會(huì)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品保有量的60%,與2010年相比,內(nèi)燃機(jī)燃油消耗率降低6%?10%,減少二氧化碳排放6200萬(wàn)噸,減少氮氧化物排放10%,采用替代燃料節(jié)約商品燃油1500萬(wàn)噸。在重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)方面,要求到2015年,多缸柴油機(jī)增壓技術(shù)普及率達(dá)90%以上,高效增壓技術(shù)在車(chē)用柴油機(jī)上的應(yīng)用比例達(dá)100%,在車(chē)用汽油機(jī)上的應(yīng)用比例達(dá)30%以上。
為什么國(guó)家鼓勵(lì)越來(lái)越多的汽車(chē)開(kāi)始使用渦輪增壓技術(shù)?在節(jié)能減排方面,渦輪增壓技術(shù)到底能起到多大作用?近日,本刊記者就這些問(wèn)題采訪了全球領(lǐng)先的汽車(chē)渦輪增壓器制造商霍尼韋爾渦輪增壓技術(shù)部全球工程副總裁 Craig Balis先生。
《汽車(chē)縱橫》:為什么發(fā)動(dòng)機(jī)需要增壓器,渦輪增壓技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是什么?
Craig Balis:渦輪增壓是當(dāng)今最為經(jīng)濟(jì)的“綠色”汽車(chē)環(huán)保技術(shù)之一,作為一項(xiàng)提升引擎性能和降低車(chē)輛能耗和排放的關(guān)鍵技術(shù),它可以在不影響車(chē)輛性能和駕駛樂(lè)趣的前提下縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸和提高燃油效率。舉例來(lái)說(shuō),在小型發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝渦輪增壓器可實(shí)現(xiàn)大型發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并兼顧改善燃油效率和低排放特性。
渦輪增壓技術(shù)具備優(yōu)勢(shì):1.燃油效率更高。與同等規(guī)格的自然吸氣式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比,渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率可提高達(dá)20%。而與自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)相比,同等額定功率的渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率可提高達(dá)40%。2.性能更優(yōu)。渦輪增壓大幅提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,提升車(chē)輛響應(yīng)速度和安全性能。另外,它還可防止車(chē)輛在高海拔地帶的功率損失,為渦輪增壓卡車(chē)和非道路車(chē)輛帶來(lái)顯著的運(yùn)營(yíng)收益。3.更清潔、更環(huán)保。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠利用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排放尾氣,使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更清潔,并在不損害性能的前提下縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸,同時(shí)降低二氧化碳和氮氧化合物的排放量。
《汽車(chē)縱橫》:帶渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)越來(lái)越多。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)是未來(lái)的趨勢(shì)嗎?
Craig Balis:歐洲市場(chǎng),渦輪增壓器的覆蓋率已經(jīng)達(dá)到約70%。在中國(guó),市場(chǎng)覆蓋率目前大約20%,市場(chǎng)潛力巨大,我們已經(jīng)看到強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求,這一方面來(lái)自于汽車(chē)生產(chǎn)商對(duì)高性能、低能耗車(chē)輛的日趨關(guān)注,另一方面來(lái)自政府頒布的更為嚴(yán)苛的排放法規(guī)。因此,越來(lái)越多的汽車(chē)制造商將渦輪增壓技術(shù)作為自己的首選。我們預(yù)計(jì)在未來(lái)5年內(nèi),中國(guó)每3輛車(chē)就有一輛是加T的,換句話說(shuō),5年內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將翻番。
《汽車(chē)縱橫》:請(qǐng)介紹,全球渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用情況、中國(guó)渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用情況?
Craig Balis:在歐洲,50%以上新的輕型車(chē)采用渦輪增壓器。我們預(yù)計(jì),中國(guó)渦輪增壓器市場(chǎng)將在接下來(lái)的五年內(nèi)由500萬(wàn)臺(tái)增至1000萬(wàn)臺(tái),渦輪增壓器覆蓋配套比例從當(dāng)前的20%增長(zhǎng)到接近30%。
《汽車(chē)縱橫》:渦輪增壓器是如何工作的?
Craig Balis:渦輪增壓器利用發(fā)動(dòng)機(jī)的排放廢氣流推動(dòng)渦輪機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn),最高速度可達(dá)280000 rpm。
渦輪機(jī)葉輪與壓氣機(jī)葉輪同在一根軸上。渦輪機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn),使通過(guò)壓氣機(jī)的空氣速度和壓力增大。而密度大、溫度高的壓縮空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)之前,先進(jìn)入空氣冷卻器冷卻,同時(shí)獲得更大的密度。這使發(fā)動(dòng)機(jī)得以在耗能更少的前提下提升燃油燃燒效率,進(jìn)而產(chǎn)生更高的功率。
隨著高壓燃油噴射系統(tǒng)的應(yīng)用日益增多,渦輪增壓器的配套使用使得燃油的燃燒更加徹底、高效和清潔。
《汽車(chē)縱橫》:目前我國(guó)正在重點(diǎn)推廣增壓技術(shù),加之,國(guó)四和京五的實(shí)施,可見(jiàn)增壓技術(shù)未來(lái)在中國(guó)的市場(chǎng)需求是越來(lái)越廣?;裟犴f爾如何把握這一市場(chǎng)機(jī)遇?已經(jīng)做了哪些準(zhǔn)備工作?
Craig Balis:這些排放法規(guī)的實(shí)施將促使渦輪增壓市場(chǎng)的規(guī)模擴(kuò)大和技術(shù)升級(jí),作為行業(yè)和技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,我們非常振奮可以把更多先進(jìn)的技術(shù)介紹給中國(guó)的汽車(chē)生產(chǎn)商。
目前,在全球所銷(xiāo)售的輕型車(chē)輛中有9%采用了渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī),在未來(lái)五年內(nèi),汽油渦輪增壓器占有率有望上升至15%。在中國(guó),油耗指標(biāo)和二氧化碳排放監(jiān)管均變得更為嚴(yán)格,這促使了汽油渦輪增壓在所有汽油輕型車(chē)輛中所占的比例從目前的13%,會(huì)在五年內(nèi)提升至26%。
在過(guò)去的兩年中,霍尼韋爾渦輪增壓技術(shù)支持了眾多新款汽油車(chē)的推出,從寶馬到大眾,從通用汽車(chē)到福特汽車(chē),地域覆蓋世界的每一個(gè)角落,范圍包括各種排量的發(fā)動(dòng)機(jī)。
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng),我們既提供全球先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品,也積極與本土廠商配合,推出適合中國(guó)用戶(hù)尤其是中端市場(chǎng)的應(yīng)用,也就是我們所說(shuō)的“東方服務(wù)于東方”的產(chǎn)品。
乘用車(chē)的柴油化趨勢(shì)也為霍尼韋爾VNT(可變截面渦輪增壓)技術(shù)提供了一個(gè)非常好的發(fā)展契機(jī)?;裟犴f爾是VNT技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者。與廢氣旁通式渦輪增壓技術(shù)相比,VNT 渦輪增壓器可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩高達(dá)30%,同時(shí)提升燃油經(jīng)濟(jì)性高達(dá) 5%?;裟犴f爾預(yù)期未來(lái)五年中VNT 在中國(guó)的市場(chǎng)占有率將翻兩番。全球已售出5000萬(wàn)臺(tái)VNT,在中國(guó)這個(gè)數(shù)量目前為止非常少,但是我們認(rèn)為接下去的5年里,覆蓋率會(huì)翻兩番。
第二代汽油機(jī)技術(shù)首先是在中國(guó)市場(chǎng)上推出的,整個(gè)渦輪增壓器的體積縮小了很多,同時(shí)油耗和性能有了很大的提升。這個(gè)技術(shù)2012年在菲亞特菲翔1.4L上首發(fā)。
《汽車(chē)縱橫》:霍尼韋爾渦輪增壓技術(shù)趨勢(shì)如何?
Craig Balis:在過(guò)去的12個(gè)月當(dāng)中,我們看到的這個(gè)市場(chǎng)的最大的變化就是汽油渦輪增壓項(xiàng)目急劇的增加,僅就霍尼韋爾而言,我們目前有30到40個(gè)汽油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目在應(yīng)用開(kāi)發(fā)的階段。
另外我們觀察到的一個(gè)趨勢(shì)就是VNT技術(shù)的應(yīng)用。在增壓技術(shù)發(fā)展的歷史過(guò)程中,還沒(méi)有一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可以跟霍尼韋爾的VNT技術(shù)相媲美。自從上世紀(jì)九十年代批量生產(chǎn)以來(lái),霍尼韋爾至今已經(jīng)生產(chǎn)了超過(guò)五千萬(wàn)臺(tái)VNT增壓器,幫助世界各地的車(chē)輛改善性能,改進(jìn)燃油經(jīng)濟(jì)性以及降低排放。近幾年來(lái),霍尼韋爾每年配合各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的VNT項(xiàng)目都在五十個(gè)以上。
鑒于VNT增壓技術(shù)未來(lái)發(fā)展的巨大空間,霍尼韋爾始終沒(méi)有停下持續(xù)創(chuàng)新的步伐,其最新一代的VNT產(chǎn)品具有最新的空氣動(dòng)力設(shè)計(jì),先進(jìn)的球軸承技術(shù)以及耐高溫的可變截面機(jī)構(gòu)組件,可以進(jìn)一步改善5%的燃油消耗和降低排放,是滿(mǎn)足歐Ⅵ排放的關(guān)鍵增壓技術(shù)。
《汽車(chē)縱橫》:霍尼韋爾渦輪增壓技術(shù)能為發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排,做出哪些貢獻(xiàn)?體現(xiàn)了哪些優(yōu)勢(shì)?
Craig Balis:霍尼韋爾渦輪增壓器具備最新的增壓技術(shù),在提升燃油效率和降低排放量的同時(shí)改進(jìn)車(chē)輛性能及駕駛樂(lè)趣,減排大約30%。
相比同等輸出功率的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪增壓技術(shù)可為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提升20% 的燃油效率,為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提升 40%的燃油效率,同時(shí)減少最多達(dá)30% 的尾氣排放。