內(nèi)燃機未來怎么“活”？

本文轉(zhuǎn)自蓋世汽車網(wǎng)

內(nèi)燃機未來怎么“活”？

看到這個題目的時候，也許大家會覺得很驚訝，都9102年了，還有人在談論、思考內(nèi)燃機的未來。

確實，只要你打開知乎，或者汽車類的微信公眾號如建約車評，無一不都在討論電動汽車的發(fā)展，以及電池將在何時取代內(nèi)燃機成為汽車的動力來源。

內(nèi)燃機被人們視為一種過時的、落后的技術，與此同時，很多地區(qū)和政府都在制定內(nèi)燃機退出時間表。比如德國政府已經(jīng)開始研究柴油機的退出時間，法國挪威等歐洲國家在研究2030年禁止內(nèi)燃機汽車的生產(chǎn)；中國也有類似的言論，要制定內(nèi)燃機汽車退出時間，并且在海南已經(jīng)開始有所行動。

你看，作為一種“過時”的技術，它的未來看上去就是日薄西山，注定要逐漸走向衰落。

可現(xiàn)實情況就跟這種悲觀論調(diào)一樣嗎？

我的觀點是，在未來至少10年內(nèi)，汽車仍然離不開內(nèi)燃機

2019年1-9月，我國新能源汽車（包括純電動汽車和混合動力汽車）累計生產(chǎn)83萬輛，樂觀估計今年的產(chǎn)量為110萬輛，而內(nèi)燃機汽車仍將有近2000萬輛的年產(chǎn)量，兩者差距非常巨大。

根據(jù)工業(yè)部最新的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，到2025年，新能源汽車要占當年汽車總銷量的20%；到2030年，新能源汽車（電動，燃料電池，強混）占當年汽車總銷量的40%。

即使2030年，樂觀的情況下，我們實現(xiàn)了新能源產(chǎn)量達到40%的規(guī)劃，那仍然有60%的汽車以內(nèi)燃機為動力。而且新能源汽車這40%的占比，還包括混合動力汽車，同樣需要內(nèi)燃機作為主要動力輸出。

2030年，純內(nèi)燃機汽車將不復存在，混合動力汽車將成為主流

關于未來的汽車動力形式，國家新能源汽車創(chuàng)新工程項目的專家認為，混合動力燃油車和純電動汽車將是未來主流動力。到2035年，純電動汽車占比將會達到40%，插電式、燃料電池汽車占比是10%，另一半是混合動力車型。

不僅如此，沃爾沃也宣布今年開始不再推出“純?nèi)加蛙囆汀?。有部分媒體斷章取義以為沃爾沃要和發(fā)動機說再見了，但其實沃爾沃的原意是：在2019年開始全面上48V微混合動力，只有發(fā)動機而不搭載電機（微混系統(tǒng)）的車型將不復存在。

從政策上來看，將來國內(nèi)外也不允許純內(nèi)燃機汽車的出現(xiàn)。在國內(nèi)到2025年，乘用車平均油耗要降至4.0L/100km；2030年，新車能耗達到世界一流水平。要實現(xiàn)這個目標，單純靠內(nèi)燃機技術的提升已經(jīng)非常困難，此時就需要電機的輔助來到達目標。

2030年，內(nèi)燃機在汽車動力總成的定位將發(fā)生變化。目前內(nèi)燃機是絕對主力的動力來源，但十年后內(nèi)燃機只是動力之一，電機也將承擔一部分動力來源。

也正是因為2015年后汽車動力發(fā)展趨勢新的變化，各大汽車企業(yè)都紛紛調(diào)整了自己內(nèi)燃機技術的發(fā)展方向。

車企提升內(nèi)燃機排放和油耗后勁不足

隨著排放的要求越來越高，國六幾乎已經(jīng)是零排放的水平；但油耗要求無論是百公里五升還是四升，對于單車來說都是遙不可及的數(shù)字。

在國六的開發(fā)過程中，大部分車企意識到，如果依靠發(fā)動機本身技術的提升，比如改進燃燒室的設計，采用更高噴射壓力的噴油器或者調(diào)整進排氣門正時等這些技術手段來降低排放，技術難度非常高，項目時間長且成本不菲，而如果僅僅加裝排氣后設備處理排放，則是相對高效而且成本較低，是目前最短平快的方法。

同時，在熱效率上，目前主流車企已經(jīng)能實現(xiàn)38%左右的熱效率，下一步即將往40%以上發(fā)展。但是目前發(fā)動機熱效率雖仍有潛力，但是再往上提升每一個點，則越來越需要投入更多的經(jīng)費，來研究新的燃燒方式，使用新型材料、新技術，由此單機成本也可不避免的大幅提升。

以國六的發(fā)動機主流配置為例：為了提高熱效率，大多上了以前沒有的電動機油泵、電動水泵、可變增壓器，再加上一些EGR技術和輕量化技術的加成，額外的增加后處理設備成本，目前單發(fā)動機成本比國五高出近千元。

實際上，消費者也不見得愿意為你的新技術買單，因此關于要不要繼續(xù)在內(nèi)燃機上大手筆投入，研究下一代內(nèi)燃機產(chǎn)品，以及新技術投入的性價比問題，在企業(yè)內(nèi)部都存在很大爭議。

再者，由于新能源技術和智能駕駛發(fā)展的預期，車企這些年明顯加大了在這兩塊領域的投入力度—— 畢竟誰都不想輸?shù)粑磥?，相應的在傳統(tǒng)內(nèi)燃機方面的投入則會減少。

在民用的發(fā)動機領域，車企都要是追求利益最大化。徹底丟棄內(nèi)燃機是不可能的，但是如何找到最合適的內(nèi)燃機發(fā)展方向，似乎還是一個疑問。目前看來，最現(xiàn)實的做法是電機配合內(nèi)燃機來發(fā)展混合動力，實現(xiàn)熱效率和排放的雙贏。

混合動力下的內(nèi)燃機發(fā)展方向

內(nèi)燃機有一些特定的工況點，熱效率和排放就是很差，這不是技術無能的問題，而是熱機的通病。

比如在起步階段，汽車克服慣性力做功，需要加大噴油量，這個階段油耗比較高；

在一些低速行駛工況，轉(zhuǎn)速低，缸內(nèi)混合氣混合不均勻以及燃燒溫度不夠高，發(fā)動機處于高排放高油耗區(qū)域；

在一些急加速工況，需要猛踩油門的時候，為了持續(xù)獲得大的動力輸出，會加濃噴油，此時油耗也偏高；

如果將這些工況直接用電機來代替，內(nèi)燃機不參與這些工況運轉(zhuǎn)，那汽車完全能同時實現(xiàn)節(jié)油和降低排放。以卡羅拉雙擎為例，這款省油又好開的混合動力車型是如今滴滴司機的最愛，卡羅拉雙擎搭載的是1.8L自然吸氣發(fā)動機，工信部油耗只有1.3L/100km，即使拋棄過于理想的工信部油耗不說，市區(qū)行駛的實測油耗也只有3.5L/100km左右。目前沒有哪款內(nèi)燃機車能做到如此低的油耗，以后也不會有。

在這個思路下，2030年的內(nèi)燃機發(fā)展將是兩個方面：

第一，以前對內(nèi)燃機優(yōu)化，都會進行全工況優(yōu)化調(diào)教，設計改進。這種做法在混合動力時代也許不需要了，新時期的內(nèi)燃機可以研發(fā)適合混合動力的內(nèi)燃機。只針對部分高效低排工況進行改進優(yōu)化，由“面面俱到”向“某些點”工況進行轉(zhuǎn)變。這種方式的前提是通過內(nèi)燃機與電機的結(jié)合，讓內(nèi)燃機更多的運行在高效率低排放區(qū)間，通過軟件和硬件的共同設計來讓內(nèi)燃機避免運行在那些低效點上，實現(xiàn)對整體熱效率和排放的提升。

第二，2030年的內(nèi)燃機將出現(xiàn)越來越多的小排量發(fā)動機，2.0L以上都將屬于大排量奢侈品了。由于48V微混系統(tǒng)或者高壓強混系統(tǒng)的配置，電機已經(jīng)能夠為汽車提供一部分的動力，不再需要大馬力發(fā)動機。同時，混合動力汽車裝配了電機和電池之后，空間的布置上更加擁擠，因此發(fā)動機必須做出犧牲——使用小型發(fā)動機是以后混合動力汽車下內(nèi)燃機趨勢。

作者簡介：何先生，某汽車公司前標定工程師，現(xiàn)汽車軟件工程師

（本文來自于蓋世汽車網(wǎng)）

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