在最新的2019年沃德十佳發動機評選中豐田2.0L自然吸氣發動機和本田2.0L阿特金森循環發動機攜混合動力系統雙雙獲獎。圖1
其中豐田最新的2.5L和2.0L Dynamic Force Engine發動機,采用阿特金森循環,混合動力版本熱效率能夠達到41%,即使非非混動的普通版本也可以實現40%的最高熱效率(圖2),是當今量產發動機里面最高的熱效率的發動機。
這會不會是內燃機的絕唱呢?我覺得不會,因為內燃機的潛力遠未完全挖掘完畢,我們可以從下面兩個部分來看一下:
1.豐田未來的內燃機發展戰略
多年以來,豐田一直是不看好電動車的,一直在推混合動力技術。但是在如今電動化的大趨勢下最近豐田公布了2030戰略,給出了明確的電動化路線圖,主要包含兩個信息:
(1)豐田從2020年開始正式推廣純電動車EV,首先在中國正式引進量產EV車型然后向全球推廣。但是豐田是EV和混合動力兩條路線同時前進。在22025年前后為銷售的所有車型提供電動化選項,這時候就沒有純內燃機車型了,但是發動機和電機結合的混動是主流。
(2)豐田認為即使到2030年完全不使用發動機的EV和燃料電池FCV仍然不是主流。EV和FCV占到10%以上。此時帶發動機的混合動力仍然占據主導地位。圖3圖4
因此,根據豐田的戰略規劃,未來到2030年仍然是混動主流,混動發動機性能的進一步提升是必須要進行的。
2.其他公司在內燃機技術上的創新
其他公司大多也沒有停止內燃機的研發,即使是大眾非常激進的要全面轉向電動化,也要到2026年才發布最后一代內燃機。我們看看未來幾年馬上要看到的內燃機提高熱效率的新技術有哪些吧:
(1)預計2019年中,馬自達會嘗試量產第一個壓燃汽油機,馬自達稱為SPCCI火花塞控制壓燃發動機。這一新技術結合柴油機和汽油機的優勢,壓縮比18,馬自達聲稱熱效率可以達到50%。圖5
(2)預計2019年我們馬上還將看到福特為了提高熱效率準備在三缸發動機上引入動態停缸技術,這個技術可以通過ECU來計算何時需要哪個汽缸停止工作,完全是動態調整的,福特進行了大量的開發工作以解決動態停缸情況下的NVH問題。最有意思的是在這一系統起作用時,三缸中只有一半在工作,我就是平均只有1.5個汽缸在工作,可以有效的降低油耗。圖6圖7
(3)預計3年內我們會看到寶馬聯合博世開發的噴水燃燒系統汽油機,這一系統目前已經在M4 GTS和寶馬1系上進行了大量的測試。這一技術通過向汽缸內噴少量的水來降低燃燒溫度和爆震傾向。想要在大幅度提升功率的同時達到和柴油機相同的熱效率水平。圖8
(4)未來幾年我們還會看到捷豹路虎和博格華納合作開發的混動增壓器技術eTurbo。這一技術在增壓器的中間體上安裝了一個電機,來回收排氣的能量,給48V混動系統充電。這一技術來源于F1賽車的MGU能量回收裝置,未來會應用到民用車上來提高效率。圖9
以上信息供大家參考,歡迎討論。對發動機感興趣的朋友可以關注我,每周會發布原創的發動機技術和產業的專業解讀,謝謝支持!