中国乘用车发动机未来发展方向研究.docx

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中国乘用车发动机未来发展方向研究

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范英杰

摘要：本文介绍了目前中国的乘用车油耗及排放法规、乘用车市场的现状及发展趋势。分析了影响发动机油耗及排放水平的相关因素，重点分析了为适应未来油耗及排放法规要求的发动机技术升级方向与路线并进行了总结。

Abstract：ThepaperintroducesthecurrentChinesepassengervehiclefuelconsumptionandemissionregulations，thecurrentstatusanddevelopmenttrendofthepassengervehiclemarket.Therelevantfactorsaffectingenginefuelconsumptionandemissionlevelsareanalyzed，andthedirectionandrouteofenginetechnologyupgradestoadapttofuturefuelconsumptionandemissionregulationsareanalyzedandsummarized.

關键词：油耗;排放;发动机;技术升级路线

Keywords：fuelconsumption;emission;engine;routeoftechnologyupgrades

：U461.2????????????????????：A????????????????：1674-957X（2021）15-0180-02

0?引言

在节能减排、减少对石油依赖等多重因素推动下，中国实行了严格的油耗与排放法规。2020年7月1日起，所有生产、销售、进口、注册登记的汽车都必须符合国Ⅵa标准，而更为严格的国Ⅵb排放法规将在2023年7月1日开始实施。2021年7月1日开始，将实施新一轮的油耗标准，即第五阶段油耗标准，该标准要求到2025年车企生产的乘用车平均油耗降至4L/100km。在油耗与排放法规双重压力下，中国的新能源汽车发展势头迅猛，新能源汽车2020年销量为136.7万辆，其中纯电动汽车销量为111.5万辆，PHEV销量为25.1万辆。但纯电动汽车在充电与续航方面仍存在技术瓶颈，混合动力汽车因价格及保养问题，目前较难实现大规模应用，因此在未来5-10年中，传统燃油车仍然是市场上的销售主力。

传统燃油车中，整车油耗与排放很大程度上取决于发动机技术水平。为应对日趋严格的油耗与排放法规，各车企纷纷对发动机进行了技术升级。接下来对中国乘用车发动机未来技术升级的方向进行分析研究。

1?与发动机油耗相关因素分析

当前市场在售车型的发动机排量、技术、配置等都不尽相同。一般比较同等级别、相同排量、相同类型（同为增压或自吸，变速器类型相同等）的车型油耗，来间接对比发动机的油耗水平。但该种方法有时无法真实反映发动机的油耗，因为车辆重量、传动系统效率、ECU及TCU标定风格及水平等都对整车的油耗有一定影响。

排量是影响发动机油耗的一个因素。如同一企业同一平台的发动机，在其他配置及技术条件都相同的前提下，排量越大，其油耗越高。但大排量发动机输出功率与扭矩也较大。排量固定前提下，其他技术配置都相同时，增压机型的油耗一般都高于自然吸气发动机。增压发动机进入汽缸中的空气量要高于自然吸气发动机，故发动机每一工作循环的喷油量也高，造成其油耗升高。但增压机型的输出功率与扭矩也较大。对发动机油耗影响最大的因素为发动机的热效率。发动机热效率越高，油耗越低。影响发动机热效率的参数主要为：①压缩比。发动机压缩比越高，发动机热效率越高，这也是为何柴油机的热效率普遍高于汽油机的原因。②发动机工作循环方式。采用米勒循环或阿特金森循环的发动机，其膨胀比大于压缩比，也可提升发动机热效率[1]。③发动机摩擦损耗。发动机摩擦损耗越大，热效率越低，故目前很多高热效率发动机都通过降低摩擦副的损耗来提升热效率[2]。④发动机所带附件多少。发动机轮系所带附件越多，发动机损耗功越高，部分发动机通过采用电子水泵、电子压缩机等电气化部件来降低发动机的前端轮系损耗，以提升发动机的热效率。

2?与发动机排放相关因素分析

发动机的排放是各大车企重点关注领域。一款发动机排放性能的好坏关系着其最终开发成本，与车企利润相关。若发动机原始排放优异，则发动机在废气后处理方面可节省大量成本。若发动机原始排放较差，则发动机可能需用两级催化及增加GPF等后处理装置来满足排放法规，这会使车企为之付出更高的成本。因此，车企发动机开发都以达成更优的原始排