雙積分共同擠壓 三缸機能不能撐起未來汽車發展的大旗

全球對汽車行業的燃油消耗以及排放標準的法規要求已經越來越嚴苛,節能減排的政策落地、消費者環保意識的不斷增強,在政策以及需求的倒逼之下,也促使這各大車企在發動機技術迅速轉向,這也為三缸機市場化提供了契機!

以中國的CAFC法規為例,在2020年,新車平均燃油消耗量百公里要降低到5L;而以美國的CAFE法規為例,在2025年,新車的平均燃油消耗量要降低到54.5MPG,約合百公里4.3L;歐盟的法規則規定,在2021年,新車行駛每公里平均二氧化碳排放量要達到95克。

排放法規/雙積分共同擠壓 三缸機能不能撐起未來汽車發展的大旗

尤其是國內,在“雙積分”政策和“CAFC”(中國乘用車企業平均燃料消耗量的限制標準)政策並行管理辦法推出後,在油耗算法和積分政策每年的降速越來越大,僅僅依靠仍在發展中的新能源車已經難以達成。這些都將小排量發動機車型,放在愈發重要的位置之上。

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目前通用、福特、豐田、日產、吉利、沃爾沃、寶馬、PSA、捷豹等在國內已經推出三缸發動機的車型產品。走在最前列的當屬通用汽車,並且在旗下多款產品均已搭載了三缸發動機,而豐田也將於明年在華推出搭載1.5T三缸發動機的全新卡羅拉。大眾雖然早就在歐洲市場佈局1.0T產品,但對於何時推向國內市場,仍沒有公佈其時間表,即便在其新推出的小型SUV上仍沒有采用的意思。

電氣化和小排量共存或許是更好的選擇

根據數據顯示,2018年6月,新能源乘用車市場銷量61,692輛同比上升123.1%;累計銷量同比上升210.4%至268,292輛,其中純電車189,335輛同比增長182%,插混78,957輛同比增長308%。

但隨著國家對電動車補貼的退坡,預計2020年後HEV(混合動力)市場將快速增長,2025年達到乘用車總產量的近20%;新能源汽車(NEV)市場仍以純電動汽車(BEV)產銷為主。

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但新能源的發展現階段仍是以政策補貼為導向的,尤其是純電動汽車非常受限於補貼政策,從6月A00級市場的波動可見一斑。而隨著補貼逐漸退坡,高成本壓力下的純電動汽車將面臨巨大的市場壓力,各大車企需要降低新能源汽車的成本,而屆時HEV/PHEV/REV動力模式或許是一個很好選擇!而以排量為基礎的消費稅也將使小排量發動機更具成本優勢。

賀燕銘的預計:隨著2020-2021年新能源汽車補貼退坡完成,對電池依賴度很大的電動車面臨成本壓力陡然升高的局面,開發插電式混合動力乘用車(新能源汽車)及非插電式混合動力乘用車(節能型汽車)將成為下一階段主流產品策略,二者可共用混合動力總成系統。而油耗、排放法規要求、新能源以及稅收激勵政策將成為動力總成發展趨勢的主要影響因素。

三缸發動機為何在國內遭遇阻力

發動機缸數就呈現出缸數不斷減少的趨勢,從12缸到8缸,從6缸到4缸,到如今三缸增壓發動機。發動機的歷史從之前的單純靠缸數提升馬力,隨著單缸效率越來越高和渦輪增壓等發動機新技術的採用,缸數減少也成為了趨勢。

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根據賀燕銘的預計,未來,在2020年,三缸機佔1.2L產品的市場份額將達到30.7%;佔1.5L產品的市場份額將達到24%。“新的1.5L發動機,是選擇3缸還是4缸?”賀燕銘表示:“按油耗、NVH、硬件通用性、標定和開發通用性、未來升值潛力、競品策略、佈置等幾項類比進行權重打分,三缸機權重分為69分,四缸為62分。“從技術角度應該推三缸,唯一擔心是市場客戶不接受。”

但為何從四缸減至三缸會遭遇到如此大的阻力呢?這其中不僅有技術因素,也有多年前三缸機在國內表現歷史原因。

從早期的夏利、奧拓到比亞迪的F0,三缸機在國內也不是什麼新概念了,不過那個時期的整體汽車技術還比較落後,NVH和抖動控制不好,三缸機暴露出的問題便成為了一代人的記憶,諸如“抖到手麻”、噪音大,動力弱,爬坡前還要先關閉空調。因此也慣性的將三缸機打上了低端、性能差、動力不足等代名詞,而現在重新推出的三缸機難免讓消費者有種“換馬甲”的感覺。

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但隨著技術的發展,經過多項新技術加持的三缸機,在動力上已經可以超過同排量渦輪增壓甚至更大排量的自然吸氣發動機,並且在體積、重量、能耗以及動力方面的優勢也非常明顯。考慮電氣化、混動技術路線的動力需求,三缸機總體長度可以控制的很小,也為電動設備後期的佈置提供了方便。

“減而不簡” 三缸渦輪增壓發動機優勢明顯

隨著政策以及排放標準的日益臨近,經過多項技術加持的三缸機,在燃油經濟性和動力方面的優勢,和當下汽車電氣化發展相契合的因素,也註定了市場將會進一步向3缸機轉移。

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業界也預測,隨著NVH問題(噪聲、振動與聲振粗糙度)的解決,且油耗限值標準越來越嚴苛,三缸發動機市場份額肯定會快速提升。

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走在三缸機應用最前列的當屬通用汽車了,並且在旗下多款產品均已搭載了三缸發動機,以通用1.0T Ecotec 雙噴渦輪增壓發動機為例,該發動機最大輸出功率達到了92kW,峰值扭矩170Nm,在數據上已經領先市面上主流的的豐田卡羅拉和大眾朗逸的1.6L發動機。由此可見,三缸相比四缸雖然減少了一個缸體,但在動力和排放上明顯優於大排量的自吸發動機。

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上汽通用汽車泛亞汽車技術中心、驅動系統部發動機燃燒與架構技術總監王立新表示:“從1.0L-1.5L排量的產品來看,單缸0.33L-0.5L的三缸機是最佳的選擇。以通用全新一代Ecotec系列發動機為例,Ecotec1.0T和1.5L自然吸氣四缸機相比,性能提升20%,油耗下降10%,重量下降21%,摩擦功降低10-15%,噪聲下降3.5分貝,但大量新技術的應用,製造成本也會上升40%。”

針對三缸機抖動和噪音問題,通用1.0T Ecotec 雙噴渦輪增壓發動機採用了無聲平衡軸、鐘擺式雙質量飛輪、發電機耦合減震器等多達12項新技術來抑制發動機的NVH問題,帶來了可以媲美四缸機振動水準。

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不僅如此,整車也採用了低靈敏度車身、進排氣噪聲調校、高性能聲學包、傳動系統匹配開發策略等NVH 8項靜音技術提升,讓整車駕駛更加舒適。

經過全新技術加持的通用Ecotec1.0T發動機,已經連續五年蟬聯1.0升以下排量組最佳發動機稱號,並且以其優異的燃油經濟性和排放,大有逐漸代替目前1.5L、1.6L自然吸氣發動機,成為新的黃金排量趨勢。

結語:在節能減排的政策和環保意識等因素的壓力下,尤其是國內,在“雙積分”政策和“CAFC”政策並行管理辦法推出後,電氣化成為了當下汽車發展的主流,而這也為三缸機市場化提供了契機!

雖然當下市場對於三缸發動機仍存在質疑,但這並不能阻止車企將三缸機市場化的腳步,因為小排量、缸數更少是必然的發展趨勢。尤其是走在市場化前列的通用,經過全新技術加持後的Ecotec 1.0T已非吳下阿蒙,旗下搭載三缸渦輪增壓發動機的產品也將以其自身特有的優勢打動消費者,屆時,三缸機才正式踏向發展的快車道。


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