高效环保有望标配的主流动力技术解读

作者：时间：2011-03-27 来源：网络收藏

发动机的动力表现是取决于单位时间内汽缸的进气量，而气门正时只能改变气门开启的时间，并不能有效改善汽缸内单位时间的进气量，因此对于发动机动力性的帮助并不大。而如果气门开启大小（气门升程）也可以实现可变调节的话，那么就可以根据发动机的转速使用合适的气门开度，从而提升发动机在各个转速内的动力性能，这就是可变气门升程技术。

奥迪AVS气门升程控制系统

当发动机处于低转速时，可变气门升程技术会采用较小的气门开度，这样有利于增加缸内紊流提高燃烧速度，增加发动机低速输出扭矩，而高转速时使用较大的气门开度，则可以显著提高进气量，进而提升高转速时的功率输出。

技术差异和应用程度
技术差异：通过改变联动气门的传动结构，控制单位时间内的进气量
应用程度：奥迪，三菱、丰田、宝马以及日产等发动机已普遍应用

可实现气门升程分段可调的i-VTEC系统

目前，多家汽车厂商都拥有自己的可变气门升程技术，其中本田i-vtec技术是最好的范例，其是通过第三根摇臂和第三个凸轮即实现了气门升程变化，当发动机达到一定转速时，系统就会控制连杆将两个进气摇臂和特殊设计的摇臂连接为一体，此时三个摇臂就会同时被高角度凸轮驱动，而气门升程也会随之加大，单位时间内的进气量更大，从而发动机动力更强。

日产的工程师使用了一组螺杆（螺栓）和螺套（螺母）就实现了气门升程的连续可变

宝马则是使用偏心凸轮轴来改变摇臂转轴位置控制气门升程

另外，像奥迪，三菱和丰田等厂商也通过增加凸轮轴上的凸轮来实现了气门升程的分段可调。而在近几年，日产和宝马则推出了连续可变气门升程技术，它可根据改变摇臂结构来控制气门升程，从而实现气门升程的无级可调。另外，目前的可变气门升程技术的运用基本还只停留在进气端，因此可变气门升程技术在未来还拥有很大的提升空间。

目前，可变气门正时/升程技术已得到多家海外厂商的广泛应用，但配备在自主研发的引擎中还处于少数，相信在未来近两年中，可变气门技术将成为自主引擎中的研发重点之一。而排气端的可变气门升程技术也将成为各大汽车厂商研发重点。

动力技术4——混合动力技术
技术特点：对经济和环保性能提升巨大/纯电动汽车技术瓶颈解决前最好的过渡产品

混合动力汽车是今年来发展最为火爆的新能源汽车了，作为汽油和纯电动车型的过度期产品，混合动力无疑是现阶段最为容易实现的汽车新能源动力技术了，虽然目前还鲜有真正实现量产并普及开来的混合动力车型，但毫无疑问，混合动力必将成为未来一段时间内的主流产品。另外我们知道，混合动力技术是一个统称，不同的布置方式从根本上决定了各自的特点，下面我们就来详细了解一下。

混合动力系统简单来形容，就是在普通的汽油发动机车型的基础上，加入电动机和电池组，利用这套系统来给车辆提供另一种动能的转化方式。根据发动机和电动机联动形式的不同，还分为串联式、并联式以及混联式等。其中，我们最常见的就要算是混联式了，而采用串联式的车型也有一些出彩的车型。

串联式混合动力系统

串联式混合动力系统结构

先来说一下较为简单的串联式混合动力，这种动力系统的实质就是在电动机以及电池之外，加入了能够给电池进行充电的发电系统，即汽油发动机和发电机的组合。这种混合动力系统最为接近通常意义上的纯电动车型，发动机和发电机的出现仅仅是为了将燃料进行能量转化，为电动机提供电能，从而增加行驶里程。串联式混合动力系统的优点是结构较为简单，成本相对较低，发动机可以在一个较为恒定的转速下工作，对燃油的利用率较高。但由于能量需要经过多次的转化才能传递到车轮，因此总体的能量损失并不小。目前采用这种驱动方式的车辆主要为客车，而在轿车领域，串联式混合动力车型使用较少。

并联式混合动力系统

并联式混合动力系统结构

并联式混合动力系统的应用非常广泛，这种混合动力系统既可以由电动机和发动机共同驱动车辆，有些车型的并联式混合动力系统的电机和发动机还可以分别单独驱动车辆。而根据对电动机依赖程度的不同，电动机还有辅助及独立驱动车辆的区别。

宝马7系混合动力车型就采用了并联式混合动力系统，其双涡轮增压V8发动机作为主要的动力输出，而拥有15kw、210Nm动力输出的电动机则作为辅助驱动系统，在诸如启动、上坡、急加速等需要动力爆发时提供更多动力输出，但该电动机并不能单独驱动重达两吨多的7系行进。

奥迪Q5混合动力车型的驱动方式更进一步，它的动力系统由最大输出功率为208马力的2.0升TFSI四缸直喷发动机和可输出44马力的电动机组成。依靠这套混合动力系统，奥迪Q5 Hybrid可在纯电动模式下续航3公里。与之类似，保时捷Panamera S Hybrid车型也采用了这种并联式的混动方式，在采用纯电动机驱动的情况下，其最高时速为85km/h，续航里程可达2km。这种并联的混合动力也是采用最为广泛的。

除了上述两种并联式混合动力以外，保时捷在其跑车上还应用了另一种并联式的混合动力系统，例如911 GT3 R Hybrid以及918 RSR Couper，它的发动机负责驱动后轮，而电动机会在需要的时候将动力输出至前轮。目前这种并联混动技术由于技术复杂，尚未大量推广在量产车型上。

混联式混合动力

混联式混合动力系统结构

相比较串联式和并联式，混联式混合动力系统取了这两者的长处：它既能够使用电动机和发动机共同将动力直接应用于驱动车辆前进，实现并联式混动的特性，同时在无需大负荷运转时，发动机还可以通过发电机将机械能转化为电能，并将其储存于电池或直接用于给电动机供电，实现串联式混动的特性。虽然拥有最好的适应性和优秀的油耗表现，但其相较前两种混动方式的弱点也非常明显，那就是对于技术要求高，造价也会相应较高。

丰田普锐斯——量产混合动力车型的成功代表之一

丰田普锐斯车型就采用了这种混联式混合动力系统，1.5L排量的VVT-i发动机在50kw电动机的配合下，其综合动力输出可以达到2.0L排量发动机的水平。根据车辆不同的形式状态，行车电脑会自动调整发动机和电动马达的配合驱动方式，达到最佳的油耗控制。另外，在自主品牌中，比亚迪F3 DM车型也采用了混联式混合动力系统。

东风风神S30混合动力车型

在国内，几乎所有的合资以及自主品牌都有着混合动力车型的研发计划和试做产品。随着国家扶持政策进一步的出台，未来两年中，我们很可能会见到混合动力车型大量的实现量产推出，更加节能环保的混合动力汽车即将走入更多百姓的家庭。

动力技术5——发动机启停系统
技术特点：使用方便/节能环保/应用前景广泛

在拥堵的城市中行车，我们不得不走走停停、怠速行驶，此时很多的燃油都损失在了怠速的过程中，不但没有将能量有效的利用起来，而且排出的尾气严重的污染着空气。为解决这些问题，发动机启动/停止系统（start/stop）应运而生。

发动机启动/停止系统是由车辆中多种系统配合来实现功能的，通过了解其操作方式我们会知道其工作原理：对于手动挡车型，在遇到红灯时减速停车，退出挡位到空挡，此时再抬起离合器，当车轮转速传感器显示为零，并且蓄电池传感器显示电池有足够电量进行下次启动时，行车电脑即会自动停止发动机的工作。而需要再次启动前进时，只需踩下离合器，系统中的“启动停止器”电机就可快速将发动机启动，进入正常行车状态。

奔驰smart是将发动机启停技术作为重要卖点的车型

对于自动挡车型，发动机启停系统的基本原理是相同的，只是抬起离合器的动作由电脑所替代，驾驶者只需踩下刹车，当电池电量充足时，即可激活发动机启停系统停止发动机工作，而松开刹车，发动机即可自动启动。

应用程度
应用程度：目前量产车型以奔驰、宝马、奥迪等品牌为主，更多品牌有着发展计划

目前，市场上推采用发动机启动/停止系统的车型主要以德系厂商为主，奔驰、宝马、奥迪、大众等品牌的多款车型都配置了启停系统，但基本原理和操作方式都基本相同。因为较高的成本、养护费用等条件制约着这项技术的推广。但这套系统对于经济性的提升，以及更重要的是这套系统对环保的贡献，都注定了其未来将成为主流技术的前景，因此我们也看到非常多的汽车厂商在新产品以及未来的新车计划中都纷纷加入了这一配置，例如长安、东风风神、中华等。

动力技术6——制动能量回收系统
技术特点：与混合动力系统相辅相成/将能源利用最大化

制动力回收系统是现今广泛引用于混合动力以及纯电动车型上的技术。作为汽车新能源技术的伴生技术，制动力回收系统的加入进一步的提高了能源的利用率，将混动、电动车型的节能环保性能发挥至极致。

采用电动飞轮作为储能机构的保时捷制动能量回收系统

制动能量回收系统是指汽车在减速或制动时，将其中一部分的机械能（动能）通过置于车轮的电机转化为电能储存，并加以再利用的技术。由于可以同混合动力系统中的电动机进行很好的配合，大多数的混合动力车型都采用了制动力回收系统。由电池储存的能量在汽车启动或加速等需要更大动力输出时释放，而电能还可提供给车内电子设备的使用，从而改善汽车能量利用效率，提高续航里程等目的。