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专访:长安汽车动力总成战略和技术路线专访长安汽车工程研究院副院长詹樟松

盖世汽车网:请介绍下贵公司动力系统战略路线。

詹樟松:气温升高、交通拥挤、环境污染、能源危机带来21世界最严重的全球性警告,应对此警告,为了实现汽车文明可持续更高级的发展,“节能减排”成为汽车工业当下和未来的首要重任。

长安汽车动力总成的战略路线就是以最大的努力实现“节能减排”,降低燃料消耗、降低二氧化碳和有害气体和颗粒的排放,为客户和社会提供配备省油、环保、高性能、经久耐用的动力总成的长安汽车。

第一是“节流”,对于传统的汽油发动机,具有巨大的节能潜力,我们将进行原始创新和集成创新,优化升级现有产品,开发新产品。Downsize和Downspeed是我们主要的技术路线,可变技术(VVA、VCM、VCR等)、汽油缸内直喷以及增压等技术的组合应用和集成创新是我们主要的技术应用和创新策略,汽油缸内直喷稀薄燃烧、HCCI/CAI燃烧等是我们下一步的技术目标。

比如长安C系列发动机,通过燃烧系统和进排气系统的最优化开发,极大地提升了发动机的性能,提高了稀薄燃烧能力和稳定性,降低油耗和原始排放。还有,我们正在开发的GTDI(汽油直喷增压)先进汽油机配备整车后,工况油耗降低15%以上。

同时在变速器方面,长安汽车将会开发和应用高效率多档手动变速器、多档AT和DCT等。通过先进的发动机和变速器开发和应用,把我们的先进动力总成集成到我们的整车上将会带来15%~20%的节油效果。

第二是“开源”,在传统汽油机进行创新优化的同时,长安汽车大力开发新能源汽车和动力总成。比如我们开发了汽油/CNG双燃料发动机、CNG单燃料发动机、甲醇发动机、乙醇发动机和氢气发动机等。在重庆市直辖十周年庆典之际,长安的氢气发动机成功点火,在去年的北京车展上,长安汽车展出装备氢气发动机的氢程跑车,长安氢气发动机现在正在进行量产开发和进一步的直喷增压开发。通过CNG、甲乙醇、氢气发动机的开发和应用,长安将为市场和社会进一步提供节能减排的动力总成。

另一方面,长安汽车在混合动力汽车研发和生产方面走在国内同行的前列。6月11日,长安推出了首款针对个人用户销售的混合动力轿车,将新能源的产品竞争提前带入了实战阶段,新能源汽车再不是纸上谈兵,已可以“飞入寻常百姓家”。同时,电动汽车和燃料电池汽车的研发也在紧锣密鼓地开展中。

先进的高效汽油机、CNG、氢气等代用燃料动力和混合动力等新能源动力以及与之相匹配的先进的传动系统构成了长安汽车总的动力总成的技术和产品战略。从开源和节流两方面实现“节能减排”的战略目标,为市场和社会提供高效绿色的汽车产品。

盖世汽车网:在提高燃油经济性与降低排放的双重要求下,传统汽油发动机的发展趋势是怎么样的,有哪些技术路线?

詹樟松:传统汽油机的主要的技术发展趋势就是小型化。小型高效汽油发动机一直是长安汽车的主力产品,在这方面长安有很强的技术优势和竞争优势。

前面说过,“Downsize”和“Downspeed”是长安动力总成的主要技术路线。通过增压和汽油直喷技术降低发动机排量、重量、体积的同时极大地提高发动机的性能,从而降低油耗和排放。

另外,在VVA(VVT和VVL)技术的基础上,配合使用大幅度的EGR(包括内部EGR和外部EGR)也是我们传统汽油机的满足提高燃油经济性和降低排放双重要求的非常有效技术路线之一。

比如前面提到的长安C系列中的C10发动机就是一款高性能小排量发动机,已经投放市场,因为动力强劲、低速大扭矩、省油、耐用等良好特性获得了消费者的赞扬!

还有正在开发的直喷增压汽油机将会给用户带来更好性能体验、同时更大程度地降低油耗和排放。

长安汽车承担的国家863计划“ICCS智能复合直喷汽油机研发”项目将挑战传统汽油发动机节能减排的“极限”!

高效先进汽油发动机在技术、加工制造复杂度、制造成本和使用成本以及消费者的接受程度等方面等具备很强的优势。当然,任何一项先进技术的应用和发展都会暂时带来采购成本的上升,但相对于柴油机、混合动力而言,先进的汽油机具有更高的性价比,并且随着技术应用的普及,成本会下降很快!

比较值得担忧的是对于高效先进汽油机中一些零部件,国内的供应商基础比较弱,比如汽油直喷系统、相关的EMS系统、VVT系统、VVL系统、RFF系统等等国内的供应商的开发、制造以及相关的技术标定和集成能力非常弱,相对制约了汽油机先进技术的应用和发展。

盖世汽车网:您能否分析一下国外小排量汽油机研发进展及未来技术发展趋势。

詹樟松:国外小排量汽油机是目前的研发热点。主要的技术趋势就是在可变技术基础之上的直喷增压,进一步的技术趋势是稀薄燃烧。VW的1.4L TSI发动机就是一个典型的例子。

为了降低成本、提高性能,小排量发动机的一个结构布置趋势是三缸,同排量的汽油机,比如1L排量,三缸发动机比四缸发动机在燃料经济性、动力性、重量、尺寸和成本等方面更具优势,而三缸发动机固有的怠速振动较大的缺陷有相应的技术手段加以克服。小排量减缸的趋势在更进一步,国际大公司比如PSA和FIAT等已经开发出性能优秀的两缸汽油机。

盖世汽车网:发动机新材料发展状况及加工技术的发展趋势如何。

詹樟松:从主要零部件的发展趋势来说主要体现在以下几个方面:

一是缸体缸盖基本慢慢都已经采用铝合金,这对发动机的轻量化有好处;

二是随着发动机小型化,强化程度的提高,曲轴等关键零部件为了提高强度等采用滚压和淬火等新工艺,所以在制造上需要投入新的设备。

三是塑料件应用的越来越广,最最突出的便是塑料进气歧管。塑料进气歧管的应用能够使发动机的性能提升1%~3%,具备一定量后成本还比铝合金的便宜,但初始的模具比较贵。

四是不锈钢排气歧管,主要是为了改善发动机的排放性能。不锈钢排气歧管对焊接工艺在发动机上应用提出了新的要求。

盖世汽车网:国内发动机制造工艺、材料应用及动力匹配、标定等存在什么问题呢?

詹樟松:国内发动机的制造工艺水平尚可。这是中国和国外大企业合资的最大收获之一,产品开发技术一般合资企业的外方都处于及其保密和防守的状态,轻易不会支持合资的中方进行产品开发,但是对于产品质量的要求,合资企业的外方必须在制造工艺方面公开。所以,中国汽车工业经过多年的合作,国产化的过程等建立了较好的制造工艺水平,缺陷是国内的装备制造基础还没有跟上,比较落后,所以为了满足发动机的制造工艺,常常必须是进口设备。

同时产品工艺设计能力相对要稍微弱一些,随着目前先进发动机的开发,各企业发动机产品开发过程中的同步工艺设计能力需要提升。

材料应用方面,我们和汽车工业发达的国家也有很大的差距,我们基础材料的研究成果没能及时地产业化,应用到大批量的产品上,这和我们的基础装备相对较弱也有一定关系。

国内动力总成的匹配和标定能力还比较弱,基本上都是依靠EMS供应商提供标定服务。但单纯依靠供应商而企业本身缺乏匹配标定能力会带来一些问题,比如供应商不是整车厂,对整车性能的理解和把握不够,而整车厂不具备匹配标定能力则无法“调校”动力总成,使整车性能充分体现品牌特性等。另外,国内自动变速器和发动机及整车的匹配和标定能力更弱,长安汽车建立了发动机和自动变速器的匹配和标定能力,处于国内行业的前列。

盖世汽车网:请您分析一下国内PV市场对动力系统的需求。

詹樟松:我个人判断,在明显可见得“未来”时间内,传统的汽油机还是PV(Passenger Vehicle)市场的主力需求。因为无论从结构、性能、体积、重量、成本以及燃油经济性和排放等综合性能来说,汽油发动机还是性价比最高的动力系统,包括消费者的习惯和用车环境及社会基础设施等都是最有利于汽油发动机乘用车。自动变速器的需求会逐步上升。

盖世汽车网:达到国四排放的技术路线及选择评价、实施建议

詹樟松:柴油发动机达到国四排放存在着较大差异的技术路线的选择问题,个人认为应该根据绝大多数国内企业的实际情况以及相应的供应商情况进行选择以及决定法规的实施。

对于汽油发动机达到国四排放基本没有技术路线上的问题,主要问题是相应的燃油标号和品质要同时跟上法规的实施步伐。

盖世汽车网:国内小排量汽油机的研发进展、与国外的技术差距分析以及未来技术发展走势是怎么样的呢?

詹樟松:中国汽车工程学会的一个调研结果显示,对汽车的几大总成,比如动力总成、车身、底盘和汽车电子电器等而言,国内的主机厂和供应商等的产品研发水平方面,动力总成最弱,而动力总成却是汽车的心脏,非常关键,比如说对于汽车的节能减排,动力总成产品和技术便是首当其冲。所以必须加快和加强国内动力总成的研发能力建设。对于小排量发动机而言,国内发动机的性能和技术都和国外有些差距,比如国外应用汽油直喷增压的小排量发动机应经大量投放市场,VVT技术已成为国外小排量发动机的“标准配置”等,而国内基本上还是MPI发动机。另外,国外先进小排量汽油机大部分是三缸机,而国内基本是四缸机等。

盖世汽车网:如何加强国内汽车发动机业的研发能力呢?

詹樟松:发动机是汽车的心脏,是汽车各大总成中技术密集度最高的产品,也是体现汽车技术含量和性能的关键总成,是汽车产品节能减排的直接体现者。所以要使我国的汽车工业强大,必须加强发动机和变速器,即动力总成的研发能力。

个人建议,要加强国内汽车动力总成的研发能力必须全方位统筹,包括整机的集成研发能力和关键零部件的研发能力等。另外,国家要重视和支持传统动力总成的研发能力的建设,要有政策引导,以及加强产学研的合作。另一方面,各主机厂之间要打破壁垒,加强资源共享,合作研发动力总成共性技术,在竞争中合作,在合作中竞争!

盖世汽车网:在满足哪些情况下,跨国企业才会加大在华研发投入力度,针对中国市场研发新技术?

詹樟松:其实,跨国企业已经开始投入力度在华建立研发中心研发新技术,这是因为中国的汽车市场举足轻重,也许今年就会成为全球第一大市场,要想在中国市场上表现良好,必须针对中国市场投入研发,开发出最适合中国市场的动力总成和汽车产品。

第二,在华研发能够降低各方面的成本,包括人力成本和产品成本等,跨国公司已经认识到这一点。

第三,中国市场上的汽车产品的技术含量基本已经和世界同步,没有新技术研发的当地投入存在导致后续产品竞争力不足的巨大风险。

盖世汽车网:在国内做研发,需要哪些政策支持?

詹樟松:需要多方面的政策支持。主要的比如资金,相关的财税政策等等,因为研发必须投入资金,特别是汽车和动力总成的研发,是最典型的资金投入密集型的研发。需要国家在财税政策方面对自主研发以更大的支持。还有相关的基础工业,比如材料、装备、石化等和汽车紧密相关的研发要统筹支持和匹配等。

盖世汽车网:传统能源动力与新能源汽车发展之间的博弈关系?如何实现从传统能源技术向新能源技术的平滑转变?

詹樟松:传统能源汽车和新能源汽车的发展主要取决于市场和政府的政策引导等。因为对目前而言,传统能源动力,比如汽油机还有很大的节能减排的潜力可挖,并且其性价比是最高的。据一家跨国汽车企业研究表明同样节能减排的效果下,对于应用新技术的先进汽油发动机的成本增加,消费者大约在两年半就能收回投资,柴油机需要7年多,而混合动力只需要十年以上。所以新能源汽车的发展除了在电池等关键零部件的技术突破以外,还有在解决成本上必须大幅度下降的挑战。

实现从传统能源向新能源技术的平滑转变应该具备以下几个条件:第一,如上而言,实现新能源汽车关键零部件的技术突破;第二,大幅度下降成本;第三,社会和基础设施建设,足够方便的用车环境;第四,消费者观念和市场引导到位等。