小型化发动机 前程远大

    随着石油价格的上涨，以及欧盟对于高CO2排放车辆惩罚期限的日益临近，如何提高车辆的燃油经济性，摆在了整个汽车行业进程表的前列。

    对于混合动力、燃料电池、氢动力车的发展，行业内依然有非常多的争论。曾经被认为仅仅是理论上可行性的小型化(downsizecl)发动机正逐步被人们所关注，一些技术先进的小型化发动机样机已经推出，其中的一些正准备投入商业化生产。

    前景光明

    欧盟委员会在2007年底通过了提高汽车尾气排放强制性标准的法案，根据该法案，欧盟将逐步加大对尾气排放超标汽车的处罚力度。欧盟对于高CO2排放车辆的重额处罚，正在推动发动机小型化技术的开发。对于汽车零部件供应商来说，欧盟这一新法规的推出，提供了新的商机，但或许还将为此投入更多的研发资源，甚至出现新一轮的企业资产重组。

    从目前正在进行的减少CO2排放的技术，并计算一下每减少一克CO2需要在技术开发上所投入的费用来看，混合动力技术的代价无疑是比较高的。涡轮增压、降低发动机排量以及采用汽油直喷等技术，在减少每克CO2排放的花费方面，仅是混合动力的1/3。

    降低汽油发动机的排量，一般来说可以减少20%的CO2排放。这是拥有高技术含量和高性价比，并且在改进燃油经济性方面有显著效果的发动机投入实际应用的方法之一。小型化发动机在减少CO2排放方面的效果可能不如混合动力车那么大，但是这种解决方案便宜得多。

    先进的小型化汽油发动机在城市工况时，能减少20%~25%的CO2排放，在高速公路工况时，能减少10%。而更进一步3%CO2排放的减少，可以通过停止-启动系统来获得，另外5%则可以通过手自动一体自动变速器来获得。

    实现小型化

    在缩小发动机排量的趋势中，汽油发动机无疑走在了前列。但是，为了实现提高燃油经济性、降低CO2排放的目标，汽油发动机相比较柴油发动机来说，在技术方面需要较大的改进。并且，小型化发动机在正式被消费者接受之前，有许多问题需要解决。

    小型化汽油发动机需要直喷和涡轮增压技术来提高功率。但是，涡轮增压所产生的动力越大，因为质量而产生的惯性也就越大。这将引起发动机低速时的扭矩损失。Lotus目前可通过使用可变气门正时技术来补偿扭矩的不足。大众汽车在其高性能的TSI1.4发动机上解决了这个问题，通过增加一个机械增压器来作为现有涡轮增压器的补充。

    目前的汽油机涡轮增压设计是一种折衷的方法。涡轮增压单元必须足够小以满足低速时的性能要求。但是小部件在高负载时，容易过热。为了冷却充分，系统必须增加额外的燃油使用，这就造成了浪费。

    另一种不同的解决方案，是一个与已经用于部分BMW和PSA/标致雪铁龙车型上的产品相类似的双涡轮装置。该双涡轮增压器系统的原理是，一个小型的涡轮增压器用于低负载工况时，当负载提升高时，一个大型涡轮增压器开始工作。目前霍尼韦尔和博格华纳正在生产双涡轮增压器。

    另一个能够实现发动机小型化的关键技术是汽油直喷。该技术的零部件供应商有博世、电装、德尔福、大陆等。产量已经超过百万套，并已形成规模经济。

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