2018年12月7日-8日，以“立异驱动、技能引领”为主题的2018第六届“轿车与环境”立异论坛在上海·安亭正式举行。本次论坛完好掩盖轿车职业技能领域的研讨，旨在进一步促进整车企业与零部件企业之间对技能开展趋势的讨论、加强轿车职业专家之间的沟通互动、增强整车与零部件企业的沟通、建立协作渠道，经过活动促进轿车零部件工业立异转型晋级、打造更具竞赛力的整零协同立异联系，助力完成向轿车强国的改变。以下是同济大学轿车学院教授韩志玉在本次论坛上的讲话：

  我今日要共享的内容是轿车动力革新中的内燃机开展。这是标题，下面有一串英文，发动机从SOLO到DUO，便是定论，下面具体解说。我想分三个部分来讲，一个是近三十年车用汽油机技能和产品的前进，这三十年是我阅历的三十年，第二是近二十年轿车动力多元化革新开展，最终是谈谈革新中的内燃机开展。

  什么是内燃机的最根本点？前面许多专家都讲了，假如你对发动机没有太多了解的话，会觉得目不暇接。一瞬间VGT、一瞬间可变流量、一瞬间焚烧等等。我这个图企图答复什么叫内燃机，或许内燃机的根本点。内燃机根本上便是一路燃料进来，一路空气进来，不幸的是空气里边有氮气，假如没有氮气的话咱们许多作业就很方便了。燃料和空气进到一个空间里边，经过了焚烧进程，就出来了四个东西：一个是动力，这是咱们需求的，一个是水和没有参与反响的氮气，这些是好东西无害，还有两个有害的东西，一个是一氧化碳、碳氢、NOx和颗粒，还有一个是二氧化碳。

  那么发动机怎样做？榜首、最大程度前进动力输出和燃料输入的比，这是榜首个概念；第二、依法削减有害排放物，我讲的是依法，假如没有法令都不会去削减排放的，因为要花钱；第三、便是二氧化碳，二氧化碳这个东西很有意思，尽管咱们讲要削减二氧化碳，可是目前为止我国没有一条法规说你要削减二氧化碳，只不过二氧化碳现在是伴跟着油耗的削减而削减。

  环绕以上三点出来了各式各样的技能，目不暇接。这是2001年我其时在福特作业的时分，在我国做的一些介绍，而这个是比较新的，技能手法根本相同，内容许多，咱们来理理。

  榜首是处理油的技能，便是要想方法供油越来越挨近缸内，上世纪八十年代到上世纪末，从化油器到气道喷发然后到直喷，让供油变得越来越准确。那么气怎样干？你看这么多技能都是处理气的，2气门到4气门，然后到VVT到VVL到涡轮增压，所有这些都是在研讨想方法把气供好。就这一点来说，便是让它多进气，举个比方，咱们想让听众一分钟之内进来，要么把门扩展，要么往里推，增压。当然还有一些比较细的东西，加强湍流、下降泵气丢失等等，可是中心仍是要多进气，这样能够前进动力性。所以要把油处理好、把气处理好。

  下面便是怎样样焚烧。焚烧之前先讲一下因为气和油的技能改变，促进了咱们整机技能的改变。首要国外品牌我做了一个核算，还有我国自主品牌，都是首家量产上市的，1967年大众轿车是首个上市的PFI，1979年宝马2.0T用了增压的PFI，到了2000年大众轿车增压DI。我国2000年的时分PFI批量上市，2009年奇瑞轿车PFI增压瑞虎5上市，2010年瑞琪直喷增压上市。在直喷增压这个方面来看，我国比国外大约差了十年。把气搞好了、油搞好了，然后新的整机技能上市。

  下面来看看动力性、经济性、排放的开展。动力性有怎样样的改变？我找了一个数据，美国沃德十佳发动机和我国芯十佳发动机，咱们提取了4缸汽油机数据进行比较。在美国从1995年开端，到2017年增压发动机大约升功率从60千瓦一直上升到均匀到100，最高到了136，从60到100，前进了66%，这个前进是十分惊人的。在我国来看，从2006年到现在，大约咱们的升功率前进到了80千瓦左右，跟国外的均匀水平差了20%。还有一个十分有意思的现象，咱们看到这便是混合动力专用的天然吸气发动机，根本上不增压，这是国外的，咱们国内还没有一款专门的混动发动机。

  再来看看经济性，发动机热功率的数据是比较难找的。一般公司都告知你我整车油耗是多少，很少告知你我热功率是多少。我发现在2015年的时分丰田宣布了一组数据，我以为这个数据是他们丰田轿车自身的数据，但能够代表职业状况。能够看到从1980年，这之前都是化油器的，功率都是30%左右。从这开端有PFI，到后边DI，这个大约33%左右。有了DI今后，功率到了35%左右。这几个棕色的点点，便是他们的混合动力专用发动机的。它宣布2010年的时分38%左右，现在咱们知道它最高的是41%。从30%几到40%，热功率绝对值前进了8%左右，相对而言前进起伏为20%左右。也便是说，这么多年，内燃机在动力性方面，至少前进了60%以上，热功率相对至少前进了20%以上，在曩昔三十年，这个前进是很大的。

  那么从整车油耗来讲，咱们国家经过法规来约束整车的油耗，这儿列了榜首、第二、第三、第四阶段，跟着车重的油耗改变，咱们看到下降起伏是比较大的。可是我告知咱们一个核算值，这是工信部网站能够看到的，从2012到2017年，整车均匀油耗下降了18.9%。可是有一个问题，同期车重添加了107公斤，大约便是0.5升油。所以能够看到在这上面也是前进很大，

  从排放上讲，咱们离不开排放。咱们做了一个图，便是轻型车氮氧化物和NOx和CO、HC把他们放在两个轴上，今日上午有一个专家问排放究竟什么时分是个底，要降到什么时分，到这儿实际上这个排出来的气比吸进来的气都要清洁。

  在研讨手法上，近些年来各种手法的开展是层出不穷，可是我总结了一下首要应该是一件事，即缸内进程可视化。咱们还记得榜首个图，一个黑盒子，内燃机曾经焚烧是看不见的，所以你才用焚烧这个词。因为你看不见，所以你叫焚烧，实际上里边产生了什么不清楚不知道。那么人们就想方法要看见它，两个手法。榜首个用杂乱的核算流体力学，便是让汽油机内部可视化，这是用核算流体力学。还有一个便是光学发动机，前段时间有幸到了上汽，我看了他们的光学发动机，给我的形象十分深。因为2004年我脱离福特的时分，其时福特的光学发动机，转速最高到达2000转，受力只能到四个bar。这次到了上汽，他们告知我他们的光学发动机能够到三千转，最高能够到14个bar。所以上汽让我十分震动，在研讨手法上取得了很大的前进。

  前面近三十年汽油机技能和产品的前进，咱们要记住曩昔三十年整车和发动机的这些工程师们，他们榜首把同一个发动机的动力进步66%以上，第二让热功率前进20%以上，第三把排放呈数量级往下减。可是不幸的作业产生了，尽管他们努力作业，在上世纪末呈现了轿车多元化产品。这是1997年我开的车，是一个福特的车。它大约在1500公斤左右，用了3.5升的发动机，油耗大约是10升/百公里。从这儿开端呈现四个东西，榜首个是油电混合的，1997年丰田的Prius车上市，2009年第三代1395公斤，1.8升发动机。还有纯电动车，我用了特斯拉，2008年Roadster上市，2017年一共交付了十万台车。还有一个2016年丰田Mirai上市，这是燃油电池。能够看见，从上世纪末开展节能燃油车的一起，现已呈现了油电混合、纯电动、氢燃料电池。

  那么，多元化的未来是什么样？我找了三个数据，一个是全球的、美国的和我国的。这个是国际动力署的陈述，这个图是2010年，它猜测到2050年不同的动力组成的散布状况。可是我刚刚看到的也是国际动力署刚刚发布的电动车展望，它给了几个数据，便是这个红点点。它猜测在2020年全球轻型车的电动车销量，便是纯电动和插电混合动力到达390万，占当年销量的3%。一起进一步猜测，到2030年这两个车加起来的产值到2100万辆，占全球轿车新车销量的13%。也便是说到2030年全球新车销量至少87%的车有一个内燃机！

  咱们来看看美国，我取一个MIT教授的数据，我以为比较中性。这个教授做了一个猜测，在美国商场上到 2030年大约有96%的出售车辆需求一个发动机，到了2050年大约90%需求一个内燃机。

  我国的数据也是许多，我选了一个半官方的数据，我国轿车工程学会做了一个节能与新动力技能道路万辆，大约有100万辆的氢燃料电池车，留意那不是当年的产值，是累计有一百万在运转，所以3800万辆里边没有包含这一百万辆。那么40%是纯电动和插电式混合动力，这一段是混合动力，这是代用燃料，这是传统轿车。这三个加起来，再加上20%的PHEV，大约便是60%到80%需求内燃机。从上面能够看到，内燃机生命力旺盛，不行短少！

  咱们现已讲了这个是猜测，那么为什么不更达观地猜测这个问题？为什么电动车就起不来？我以为中心问题仍是电池，电池电池电池，重要作业说三遍。电池什么问题？能量密度太低。这是瑞士理工教授的数据，这是锂电池能量密度，那是紧缩天然气、那是汽油和柴油能量密度，咱们一看差数量级。现在的能量密度是油的十分之一，未来会怎样样？或许有些博士讲，咱们未来的电池就会很轻。咱们来看看国家的猜测，一般猜测比实际状况都要达观，咱们看看达观的数据，咱们刚才是在这个方位，2015年能量密度，大约是0.18。依照达观的估量，到2030年才到0.35。你把0.35摆过来，就仅仅添加这么一点点，你跟汽油和柴油依然无法比较。这便是为什么2030年你无法替代以燃油或许以燃油辅佐的轿车。电池！电池！电池！太重，能量密度太小。

  现在讲讲革新中的内燃机开展，前面现已讲了内燃机生命力旺盛，不论怎样样大部分轿车都有个内燃机。我不是一个坚决的内燃机主义者，我是一个坚决的多元化主义者。革新中的内燃机怎样变？榜首变比较好变，便是使用现有发动机的高效，混动体系使用发动机的高功率区域，取长补短。第二就要前进发动机热功率了。咱们现在的发动机热功率大约是在35%到37%。榜首步前进混动专用发动机热功率到42%，相对值前进13.5%，绝对值前进5%。第二步我以为就要花力气，绝对值再前进3%，让热功率到达45%，这个难度是很大的。这便是内燃机的第二个时机，一定要前进发动机的热功率。

  怎样前进？采纳不同的手法。现在这个东西万变不离其宗，这是前史的经历，未来还有一些新的东西。比方说HCCI，这个道理我不讲了。它给咱们带来一个优点，这是一个福特曾经的数据，在这个部分负荷下能够把油耗下降46%。这是马自达的一个曲线，它能够从一个老的马自达的油耗从这降到这儿，最近它给出绝对值，据称能到达48.6%。

  最终还有低碳燃料的问题，只要采纳低碳燃料才干更好的操控二氧化碳，比方天然气，电动车是操控不了二氧化碳总量的，是未来能够操控，未来不知道是什么时分。举个比方，这是某公司一个投产的天然气车，下降了27.4%的二氧化碳排放。第二个比方，这是奥迪A4上一年的一个天然气车，二氧化碳只要95克。

  那么汽油机大于45%的时机在什么地方？这儿列出了2018年国际内燃机大会上给出的轿车公司预研的发动机热功率数据，丰田轿车45.9%，马自达轿车48.6%，某民族品牌40.8%，咱们能够看间隔。这儿给出了一些技能手法，我以为这些技能手法，咱们在座的优异工程师和专家们肯定会想方法使用，可是咱们现在只要40.8%，间隔现已在这儿摆着了。

  最终跟咱们谈谈我的定论，榜首、车用内燃机在曩昔30年有了很大的技能前进，在未来30年依然起到要害作用，因为至少60%以上的车需求内燃机，内燃机生命力旺盛。第二、车用动力将向多方式开展，将依据地域构成油、电、气的多元结构。并且我还告知咱们，未来轿车产品的首要竞赛依然会集在动力总成上，并不是什么智能化、网联化，这个咱们都会搞并且很快会拉平。内燃机产生什么改变？榜首它的位置将从独唱变成二重唱，from Solo to Duo。轿车从单一内燃机驱动变为内燃机加电机驱动，这便是二重唱。第二热功率将有大起伏前进，你再不前进热功率人家就把你干掉了。第三个混动专用发动机因为运转规模变窄，为进一步优化发动机热功率和下降成本带来时机。第四、天然气是一个实际的低碳技能等等。最终很重要，内燃机在整车功能上起到的要害作用将下降，它将从中心零部件变成要害零部件。曾经每个车厂把很多的技能竞赛放在内燃机上，今后会产生改变，随之而来它的商业模式也会产生改变。