三缸機(jī)+48V

市場中出現(xiàn)越來越多的“三缸機(jī)+48V”，是廠家面向未來的現(xiàn)實選擇。三缸機(jī)或許不是最優(yōu)，48V也不是完美方案，但是二者相結(jié)合卻成了市場最受歡迎的那一個。

“三缸機(jī)+48V”的潮流化，是在華汽車企業(yè)做出的現(xiàn)實選擇。

近日，汽車預(yù)言家獲悉通用即將用A123電池在華全面推行“三缸機(jī)+48V”動力組合；吉利旗下“三缸機(jī)+48V”弱混車型博瑞GE已經(jīng)上市銷售；根據(jù)稍早前的消息，領(lǐng)克首款搭載“三缸機(jī)+48V”的車型——領(lǐng)克02混動版也即將上市銷售……

通過檢索相關(guān)資料，不難發(fā)現(xiàn)，近年來中國汽車市場中出現(xiàn)了大量以三缸機(jī)+48V的弱混動力車型，包括寶馬、通用、福特、吉利等汽車制造商。毫不夸張的說，三缸機(jī)+48V的弱混車型在某種程度上已經(jīng)成為當(dāng)下行業(yè)的一個發(fā)展趨勢。

然而輿論對于現(xiàn)在出現(xiàn)的趨勢并沒有做到清晰的認(rèn)識，甚至淺顯的認(rèn)為這只是不同新能源技術(shù)路線的實驗產(chǎn)品，這些認(rèn)識不夠理性也不夠客觀。汽車預(yù)言家通過采訪多名汽車動力研究權(quán)威人士，深刻解讀究竟什么原因使眾多車企共同做出“三缸機(jī)+48V”的選擇？“三缸機(jī)+48V”的優(yōu)勢究竟在哪里？

嚴(yán)苛排放促使廠商做出選擇

相關(guān)資料顯示，目前國內(nèi)大力推行三缸機(jī)+48V的廠商有吉利、通用、寶馬等企業(yè)。2017年，上述企業(yè)共完成銷售汽車接近600萬臺，按照2017年汽車市場銷售整車約2400萬臺粗略估算，未來5年內(nèi)搭載三缸機(jī)+48V的車型將可能占據(jù)市場25%的份額。

這是一個從未出現(xiàn)過的市場份額預(yù)期，既體現(xiàn)了中國汽車市場的體量也說明了政策對于中國汽車制造的影響力。

根據(jù)中國的相關(guān)政策法規(guī)，從2018年4月1日起，《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》（以下簡稱“雙積分”政策）正式施行，但早在2016年9月，工業(yè)和信息化部就已發(fā)布雙積分征求意見稿。該政策提出：未來國家將針對在中國境內(nèi)銷售乘用車的企業(yè)(含進(jìn)口乘用車企業(yè))的企業(yè)平均燃料消耗量(CAFC)及新能源乘用車生產(chǎn)(NEV積分)情況分別考核。

在雙積分的政策要求下，中國市場中的汽車制造商就必須生產(chǎn)新能源汽車或改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)汽車，三缸機(jī)自然成為了廠商的一種選擇。雙積分最根本的目的是在于節(jié)能減排，鼓勵新能源汽車發(fā)展。

一方面，雙積分政策已經(jīng)實施，節(jié)能減排勢在必行；另一方面，新能源汽車的市場深入還需假以時日。所以，圍繞內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能、高效、清潔進(jìn)行升級改進(jìn)成為目前的最佳選擇。

另外，按照工信部發(fā)布的油耗標(biāo)準(zhǔn)要求，在2018年至2020年中，傳統(tǒng)汽車的百公里油耗的達(dá)標(biāo)值分別為6L、5.5L、5L，油耗低于達(dá)標(biāo)值便可產(chǎn)生正積分，此標(biāo)準(zhǔn)意在一定程度上鼓勵了傳統(tǒng)燃油汽車的節(jié)能。

不只是中國，目前美國、歐洲等國家和地區(qū)都對汽車燃油消耗做出規(guī)劃：美國CAFE標(biāo)準(zhǔn)，到2025年燃油經(jīng)濟(jì)性54.5英里/加侖，折合百公里油耗4.3升；歐洲規(guī)定，2021年實際上對應(yīng)的油耗基本在百公里4升左右。

面對如此嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅依靠優(yōu)化常規(guī)燃油發(fā)動機(jī)很難實現(xiàn)，此前發(fā)生過的多起為應(yīng)對政策而產(chǎn)生的油耗或排放造假事件就是佐證。與此同時，純電動、混合動力、插電混動都是廠商積極考慮的解決方案。

而其中的混合動力，一家獨大的豐田已經(jīng)形成技術(shù)壁壘（混動系統(tǒng)THS），其他車企如果采用相同解決方案則需要支付高額專利費用，而48V輕度混合系統(tǒng)則會繞開專利封鎖。

優(yōu)缺互補(bǔ) 48V成為三缸機(jī)最佳拍檔

從節(jié)能減排的角度上看，目前三缸機(jī)是最值得參考的技術(shù)之一。相比而言，采用三缸發(fā)動機(jī)汽車的油耗較低，氣缸數(shù)目減少，排量相應(yīng)變小，從而降低油耗。這也是各大車企紛紛推出三缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)的主要目的。

實際上，三缸機(jī)并不是一個新鮮事物，早在本世紀(jì)初的夏利等車型上就曾經(jīng)搭載過三缸發(fā)動機(jī)，但其劇烈的抖動性能至今讓不少消費者為之發(fā)怵。經(jīng)歷過十余年的發(fā)展，現(xiàn)在的三缸機(jī)技術(shù)已經(jīng)變的更加成熟。各家車企紛紛通過增加平衡軸等方式，已經(jīng)大幅度解決了抖動的問題。

更為重要的是，當(dāng)下車企在新發(fā)動機(jī)開發(fā)時都提出了“單缸最優(yōu)”的概念，為大幅度減少發(fā)動機(jī)研發(fā)費用，只需在四缸發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上減少一個氣缸，這樣即可減少工作，直接衍生出三缸發(fā)動機(jī)。

“單缸最優(yōu)”意在優(yōu)化單缸的容積、缸徑、活塞行程來調(diào)整面容比（燃燒室的面積和容積之比），配合先進(jìn)的噴油、進(jìn)排氣等控制技術(shù)，來實現(xiàn)單缸燃燒最優(yōu)和單缸結(jié)構(gòu)最優(yōu)的概念，不斷提升發(fā)動機(jī)的熱效率、排放、峰值扭矩和功率。

據(jù)相關(guān)專家介紹，應(yīng)用了三缸機(jī)的車型機(jī)艙空間會得到最大優(yōu)化，基于三缸機(jī)的這些優(yōu)點，其更利于配合48V輕混系統(tǒng)。

值得注意的是，原先難以克服的三缸機(jī)抖動因為48V的搭配得以顯著解決。目前，三缸機(jī)在起步和低速時抖動的缺點可以通過48V弱混系統(tǒng)中起步助力的介入而得到抑制，提升低速時整車的平順性。三缸發(fā)動機(jī)相對更加優(yōu)異的油耗排放表現(xiàn)，也能彌補(bǔ)一部分48V輕混在節(jié)油效率上的劣勢。

早在7年前，奧迪、寶馬、保時捷、大眾、戴姆勒就聯(lián)合推出48V系統(tǒng)，并在隨后發(fā)布了48V系統(tǒng)規(guī)范LV148。2016年，美國汽車工程師協(xié)會制定了48伏電氣系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將48V作為汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)之一推行到汽車制造當(dāng)中。

48V帶來的改變很多，相關(guān)人士舉例表示，比如配備了發(fā)動機(jī)啟停的車，等紅燈熄火后，空調(diào)運轉(zhuǎn)單靠12V系統(tǒng)供電就有些難以承受，48V的更高電壓就很容易解決這個問題。

在48V系統(tǒng)的支持下，汽油機(jī)和電氣的混合才能更加深入，電子渦輪、水泵、真空泵等可能都轉(zhuǎn)化為電子驅(qū)動，進(jìn)一步降低油耗，也使更加促使廠商基于48V環(huán)境下的MHEV車型研發(fā)速度。

“48V的應(yīng)用，可能使三缸機(jī)第一次擁有電子渦輪，這將是革命性的進(jìn)步，”有相關(guān)專家表示，傳統(tǒng)的渦輪受限于結(jié)構(gòu)，都會出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象，三缸機(jī)不能避免。但在48V的環(huán)境下，足以支持電子渦輪所需的電力需求，能夠使動力輸出更加平順。

此次通用汽車用于48伏系統(tǒng)的電池測試未通過，也正是因為其沒有完全達(dá)到歐美較高的充放電倍率標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的組合形式下，三缸發(fā)動機(jī)和48V的搭配能夠發(fā)揮出更大的節(jié)能減排優(yōu)勢，逐步成為汽車制造商的最優(yōu)選擇。

三缸機(jī)+48V并不便宜

此前有聲音認(rèn)為，48V弱混系統(tǒng)是部分廠家不能攻克PHEV技術(shù)瓶頸而選擇的曲線救國技術(shù)路線。汽車預(yù)言家采訪相關(guān)人士時，對方明確表示“三缸機(jī)+48V”的技術(shù)成本并不低，尤其在三缸機(jī)最優(yōu)能效的研究上，廠商花費的精力并不少于其它解決方案。

根據(jù)目前的研究，汽車預(yù)言家發(fā)現(xiàn)對于一款發(fā)動機(jī)，過分減少排量并非是最好的節(jié)油措施。相關(guān)專家對此解釋，內(nèi)燃機(jī)燃燒在行業(yè)中有一個不成文的標(biāo)準(zhǔn)，即單缸的黃金排量是0.5L，三缸機(jī)的排量則為1.5L。這一排量應(yīng)當(dāng)是普通乘用車搭載三缸機(jī)后的最佳排量。

數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)在售三缸汽車品牌已超過20個，未來5年，國內(nèi)銷售三缸車的汽車品牌預(yù)計超過60個。而此類產(chǎn)品將率先在今后兩年中大規(guī)模進(jìn)入市場，明攆搭載三缸機(jī)的車型或?qū)⒊^80款。

對于目前中國市場1.0-1.5L的主流排量，基于單缸效率最優(yōu)策略，選擇三缸機(jī)是一個最佳的選擇。三缸機(jī)比四缸機(jī)還有很多的優(yōu)勢，如體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，沒有四缸機(jī)固有的排氣干擾，渦輪遲滯小，有更好的低速扭矩等，特別是三缸機(jī)在結(jié)構(gòu)上具備摩擦功優(yōu)勢。

以Ecotec1.0T為例，1.0T三缸機(jī)和目前市場主流的自然吸氣1.5L排量附近的四缸機(jī)相比，增加了電子執(zhí)行器渦輪增壓器的同時還增加了鐘擺式雙質(zhì)量飛輪、雙氣道噴射DPI、機(jī)油冷卻器和冷卻噴嘴等技術(shù)特征，同時還為這個發(fā)動機(jī)升級改進(jìn)了中置可變正時，鋁缸體，高性能材料，分離式冷卻，凸輪軸球軸承等等多個零部件系統(tǒng)。

因此該發(fā)動機(jī)在性能和節(jié)油方面全面超過了自然吸氣四缸機(jī)，綜合性能提升20%，油耗下降10%。而在成本方面，根據(jù)通用方面數(shù)據(jù)，也相較于傳統(tǒng)自然吸氣四缸機(jī)有明顯的成本提升。

“人體的安全電壓是36V，48V弱混+電氣化設(shè)備的應(yīng)用對整車電氣安全提出了新的要求，”相關(guān)人士表示，在現(xiàn)行的PHEV車型上，廠商只需要做好動力系統(tǒng)部分的電氣安全，而在整車48V的電氣化應(yīng)用后，廠商需要考慮整車各個部位的電氣化安全性，這對于成本的提升又了很大的改變。

與第一次升級不同的是，48V電源系統(tǒng)將是在電氣系統(tǒng)的壓力下得以普及，越來越嚴(yán)峻的排放法規(guī)和油耗限制也對其產(chǎn)生一定的助力。至于微型混動汽車，低成本低油耗正是它的最大優(yōu)勢。隨著市場的擴(kuò)大，未來成本還有進(jìn)一步降低的空間。并且相比于混動汽車和純電動汽車，它或?qū)⒊蔀槟壳笆袌鲋凶顬檫m用的車型。