新型内燃机技术 老兵不死

　　自从大众汽车的排放门丑闻之后，内燃机、尤其是柴油机的形象一落千丈。然而，在人们能够买到廉价、可靠并且有足够长续航里程的电动车之前，内燃机仍然不可替代。在汽车诞生130年之后，内燃机仍然具有很大的潜力

　　粉尘、雾霾、严重的污染！内燃发动机的发展应该马上被叫停？有一部分人是这么认为的。而对于其他人--比如像戴姆勒研发董事托马斯·韦伯来说，内燃机仍然处于它最好的时代。这并非盲目的乐观，一个足够充分的证据是戴姆勒为其新型内燃机项目投入了30亿欧元的巨资（约合220亿人民币），这将使未来的发动机比目前的产品变得更加节油而且环保。从2017年春季开始，在新一代E级车中装备的4缸柴油发动机是这个项目的第一款发动机，并且已经在ams的若干测试中崭露头角。

　　柴油发动机也可以很干净

　　这台代号为OM654的发动机氮氧化物排放（NOX）量低得让人目瞪口呆。这种污染物是除了颗粒物排放之外柴油发动机目前最主要的污染问题。当我们测试过的绝大多数柴油机都还在苦苦探寻如何才能将氮氧化物排放量控制在欧洲6号标准之下时，E级车已经在真实的行驶中只排放出了规定允许的每公里80毫克一半的氮氧化物。一个被安装在距离发动机非常近的、大尺寸的尾气再处理装置以及更精密的燃烧过程促成了它实现这样的目标：汽缸内均匀的燃烧能够减少氮氧化物的产生，再让已经大大减少了的有害成分进入到SCR-Kat催化器中，最终氮氧化物的排放就变得相当轻微。对于将在2017年上市的从4缸发动机演化出的直列6缸发动机，奔驰承诺它将具有相似的低氮氧化物排放量。此外，代号为OM656 3.0升柴油发动机将拥有超过300马力的最大功率以及超过650牛·米的最大扭矩。无论是4个还是6个汽缸，所有新的发动机都拥有每个汽缸0.5升的排量以及90毫米的活塞冲程，这样统一的规格会节省研发和生产成本。

　　直列6缸机即将到来

　　同样的事情也将在奔驰的汽油机上发生：S级在2017年小改款的时候能够得到新的M256型直列6缸发动机，它得到了一个安装在曲轴上、能提供最多15千瓦（20.4马力）以及220牛·米额外动力的辅助电动机的帮助。

　　强劲的电动机不仅可以提供更强的牵引力以及快如闪电的发动机启动速度，它还可以在制动的过程中成为发电机，并且将一部分动能储存到容量为0.5千瓦·时的锂离子电池中。尽管奔驰6缸汽油发动机的功率预计不会超过400马力很多，但它应该会比已经颇为强劲的、333马力的上一代V6发动机要节油15%。同样超乎寻常的是：奔驰要为新型的汽油发动机也配备一个迄今为止都是应用在柴油发动机上的颗粒过滤器。先进而且节油的直喷发动机与柴油机类似，比较容易产生颗粒污染物。

　　不同于昂贵的高电压混合动力系统，在M256系列发动机上配备的是一个部分采用48伏电压的电气系统，它不仅为电动机供能，还为消耗动力的辅助设备例如水泵、空调压缩机或者电子辅助压缩机提供能量。一个来自于博格华纳公司的独立于发动机运行状态的电动增压器将会成为传统废气涡轮增压器的补充，为其建立起近乎于没有迟滞的增压压力。

　　对于电能要求不那么高的组件，例如照明或者是控制单元，一如既往地采用传统的12伏电气系统，一个分压器将对整车电路的两部分进行连接。通过辅助设备的电气化，它们的传动皮带将会取消，从而让这台直列6缸发动机的长度比类似的发动机变得更短。

　　到目前为止，48伏电压的汽车电气系统还处于起步阶段，应用的产品也还不多，但人们能够清晰地感到，这项技术将是这个行业的趋势，反过来它还能让内燃机变得更简单、更便宜。

　　更便宜的混合动力系统

　　德国马牌公司研发出了一个电动模块，可以用一个水冷的48伏特电动机代替起动机。可以在短时间内就达到10千瓦（13.6马力）功率的电动机允许内燃机进行快速而平稳的启动，这就允许发动机可以远比现在更频繁的关闭和重新启动--比如当驾驶者的脚掌从从油门踏板抬起的时候。在发动机动力恢复的一瞬间，发动机将被电动机调整到合适的转速，以减轻启动时的冲击力。必要的电能在重启之前就已经通过能量回收自行产生。它的第一代产品、命名为P0的48伏特混合动力将首先在新款雷诺风景上投入批量使用，大陆公司表示其节油潜力可以达到13%。

　　在雷根斯堡的测试场，ams有机会去对马牌公司以48伏特电压为基础的下一代（P2）混合动力系统进行试驾。马牌公司与福特汽车合作，将一辆手动挡的福克斯1.0 Ecoboost改造成为混合动力。研发者通过皮带在3汽缸发动机和变速箱之间增加了一个15千瓦（20.4马力）的电动机。两个电动触发的离合器片在电动机前后使得不同的驾驶模式如能量回收、滑行或者增压成为可能。通过断开内燃机，进入纯电动驾驶状态都不是什么难题。

　　在测试中，电机事实上可以毫不费力地让汽车保持在50公里/小时的速度，这是一个城市驾驶中内燃机经常走走停停的速度。15公里也足够在停车或者在交通拥堵中，每次只向前移动几米的情况。如果强烈的踩动踏板，强力的皮带发电机就会迅速而且毫无冲击的启动汽油发动机。马牌公司并没有透露出什么时候这种智能的混合动力模式会进入量产，但是这种技术几乎适用于每一台传统的内燃机，可以节省下最多25%的油耗，价格并不会超过1000欧元（约合7300人民币）。

　　即使整个行业都在致力于48伏特电气系统以及其他类似技术的研究，但纯内燃机在其应用到汽车上130年之后，仍然远没有抵达技术的终点。马自达计划为下一代马自达3加入一项很多厂商都在研发的技术：压燃式汽油发动机。通过高达18：1的压缩比，汽油发动机的燃烧将如同柴油机一样无需火花塞点火。因为活塞能被极为稀薄的混合气驱动，油耗将惊人地降低30%之多，同时在燃烧过程中只产生一点点氮氧化物。奔驰将这种表现称之为“Diesotto”柴油型汽油机，在几年前就已经发布，然而从没有量产过。

　　博世的水直喷

　　水直喷技术也是发动机研发的一个经典案例，这早在萨博公司还存在时就已经投入到了量产之中。博世现在重拾这种方案，将极少量的水喷射入燃烧室来进行冷却。这样就不必浪费额外的燃油来防止发动机的过热问题--首先体现在解决小排量发动机在高速运转中的过热问题。下一代BMW M3应该就会配备水直喷技术。

　　但是即使是大规模量产的发动机，比如生产量以百万计的大众汽车TSI发动机也可以通过VTG增压器或者等离子涂层的汽缸壁达到更先进更节油的目的。然而，是否能够达到英菲尼迪那种可变压缩比的复杂量产化结构，尚不得而知。

　　仍然任重而道远

　　柴油机以及汽油机已经进入到它们生命的最后阶段这个论点，非常值得怀疑。就目前昂贵而且续航里程非常有限的电动车来看，内燃机仍然将存在很长时间。但是经过分析，老世界和新世界根本不存在冲突，48伏特的车载电气系统可以帮助内燃发动机以一种便宜的方式，去缓解它最主要的弱点：刹车能量的浪费。如果再结合上不仅在测试场才起作用的尾气处理系统，内燃发动机绝对能够成为人们通往电动时代的桥梁。

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……