高效環(huán)保 有望標配的主流動力技術解讀

　　發(fā)動機的動力表現(xiàn)是取決于單位時間內(nèi)汽缸的進氣量，而氣門正時只能改變氣門開啟的時間，并不能有效改善汽缸內(nèi)單位時間的進氣量，因此對于發(fā)動機動力性的幫助并不大。而如果氣門開啟大?。忾T升程）也可以實現(xiàn)可變調節(jié)的話，那么就可以根據(jù)發(fā)動機的轉速使用合適的氣門開度，從而提升發(fā)動機在各個轉速內(nèi)的動力性能，這就是可變氣門升程技術。

奧迪AVS氣門升程控制系統(tǒng)

當發(fā)動機處于低轉速時，可變氣門升程技術會采用較小的氣門開度，這樣有利于增加缸內(nèi)紊流提高燃燒速度，增加發(fā)動機低速輸出扭矩，而高轉速時使用較大的氣門開度，則可以顯著提高進氣量，進而提升高轉速時的功率輸出。

技術差異和應用程度
技術差異：通過改變聯(lián)動氣門的傳動結構，控制單位時間內(nèi)的進氣量
應用程度：奧迪，三菱、豐田、寶馬以及日產(chǎn)等發(fā)動機已普遍應用

可實現(xiàn)氣門升程分段可調的i-VTEC系統(tǒng)

目前，多家汽車廠商都擁有自己的可變氣門升程技術，其中本田i-vtec技術是最好的范例，其是通過第三根搖臂和第三個凸輪即實現(xiàn)了氣門升程變化，當發(fā)動機達到一定轉速時，系統(tǒng)就會控制連桿將兩個進氣搖臂和特殊設計的搖臂連接為一體，此時三個搖臂就會同時被高角度凸輪驅動，而氣門升程也會隨之加大，單位時間內(nèi)的進氣量更大，從而發(fā)動機動力更強。

日產(chǎn)的工程師使用了一組螺桿（螺栓）和螺套（螺母）就實現(xiàn)了氣門升程的連續(xù)可變

寶馬則是使用偏心凸輪軸來改變搖臂轉軸位置控制氣門升程

另外，像奧迪，三菱和豐田等廠商也通過增加凸輪軸上的凸輪來實現(xiàn)了氣門升程的分段可調。而在近幾年，日產(chǎn)和寶馬則推出了連續(xù)可變氣門升程技術，它可根據(jù)改變搖臂結構來控制氣門升程，從而實現(xiàn)氣門升程的無級可調。另外，目前的可變氣門升程技術的運用基本還只停留在進氣端，因此可變氣門升程技術在未來還擁有很大的提升空間。

目前，可變氣門正時/升程技術已得到多家海外廠商的廣泛應用，但配備在自主研發(fā)的引擎中還處于少數(shù)，相信在未來近兩年中，可變氣門技術將成為自主引擎中的研發(fā)重點之一。而排氣端的可變氣門升程技術也將成為各大汽車廠商研發(fā)重點。

動力技術4——混合動力技術
技術特點：對經(jīng)濟和環(huán)保性能提升巨大/純電動汽車技術瓶頸解決前最好的過渡產(chǎn)品

混合動力汽車是今年來發(fā)展最為火爆的新能源汽車了，作為汽油和純電動車型的過度期產(chǎn)品，混合動力無疑是現(xiàn)階段最為容易實現(xiàn)的汽車新能源動力技術了，雖然目前還鮮有真正實現(xiàn)量產(chǎn)并普及開來的混合動力車型，但毫無疑問，混合動力必將成為未來一段時間內(nèi)的主流產(chǎn)品。另外我們知道，混合動力技術是一個統(tǒng)稱，不同的布置方式從根本上決定了各自的特點，下面我們就來詳細了解一下。

混合動力系統(tǒng)簡單來形容，就是在普通的汽油發(fā)動機車型的基礎上，加入電動機和電池組，利用這套系統(tǒng)來給車輛提供另一種動能的轉化方式。根據(jù)發(fā)動機和電動機聯(lián)動形式的不同，還分為串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式等。其中，我們最常見的就要算是混聯(lián)式了，而采用串聯(lián)式的車型也有一些出彩的車型。

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結構

先來說一下較為簡單的串聯(lián)式混合動力，這種動力系統(tǒng)的實質就是在電動機以及電池之外，加入了能夠給電池進行充電的發(fā)電系統(tǒng)，即汽油發(fā)動機和發(fā)電機的組合。這種混合動力系統(tǒng)最為接近通常意義上的純電動車型，發(fā)動機和發(fā)電機的出現(xiàn)僅僅是為了將燃料進行能量轉化，為電動機提供電能，從而增加行駛里程。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點是結構較為簡單，成本相對較低，發(fā)動機可以在一個較為恒定的轉速下工作，對燃油的利用率較高。但由于能量需要經(jīng)過多次的轉化才能傳遞到車輪，因此總體的能量損失并不小。目前采用這種驅動方式的車輛主要為客車，而在轎車領域，串聯(lián)式混合動力車型使用較少。

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結構

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的應用非常廣泛，這種混合動力系統(tǒng)既可以由電動機和發(fā)動機共同驅動車輛，有些車型的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的電機和發(fā)動機還可以分別單獨驅動車輛。而根據(jù)對電動機依賴程度的不同，電動機還有輔助及獨立驅動車輛的區(qū)別。

寶馬7系混合動力車型就采用了并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其雙渦輪增壓V8發(fā)動機作為主要的動力輸出，而擁有15kw、210Nm動力輸出的電動機則作為輔助驅動系統(tǒng)，在諸如啟動、上坡、急加速等需要動力爆發(fā)時提供更多動力輸出，但該電動機并不能單獨驅動重達兩噸多的7系行進。

奧迪Q5混合動力車型的驅動方式更進一步，它的動力系統(tǒng)由最大輸出功率為208馬力的2.0升TFSI四缸直噴發(fā)動機和可輸出44馬力的電動機組成。依靠這套混合動力系統(tǒng)，奧迪Q5 Hybrid可在純電動模式下續(xù)航3公里。與之類似，保時捷Panamera S Hybrid車型也采用了這種并聯(lián)式的混動方式，在采用純電動機驅動的情況下，其最高時速為85km/h，續(xù)航里程可達2km。這種并聯(lián)的混合動力也是采用最為廣泛的。

除了上述兩種并聯(lián)式混合動力以外，保時捷在其跑車上還應用了另一種并聯(lián)式的混合動力系統(tǒng)，例如911 GT3 R Hybrid以及918 RSR Couper，它的發(fā)動機負責驅動后輪，而電動機會在需要的時候將動力輸出至前輪。目前這種并聯(lián)混動技術由于技術復雜，尚未大量推廣在量產(chǎn)車型上。

混聯(lián)式混合動力

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結構

相比較串聯(lián)式和并聯(lián)式，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)取了這兩者的長處：它既能夠使用電動機和發(fā)動機共同將動力直接應用于驅動車輛前進，實現(xiàn)并聯(lián)式混動的特性，同時在無需大負荷運轉時，發(fā)動機還可以通過發(fā)電機將機械能轉化為電能，并將其儲存于電池或直接用于給電動機供電，實現(xiàn)串聯(lián)式混動的特性。雖然擁有最好的適應性和優(yōu)秀的油耗表現(xiàn)，但其相較前兩種混動方式的弱點也非常明顯，那就是對于技術要求高，造價也會相應較高。

豐田普銳斯——量產(chǎn)混合動力車型的成功代表之一

豐田普銳斯車型就采用了這種混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，1.5L排量的VVT-i發(fā)動機在50kw電動機的配合下，其綜合動力輸出可以達到2.0L排量發(fā)動機的水平。根據(jù)車輛不同的形式狀態(tài)，行車電腦會自動調整發(fā)動機和電動馬達的配合驅動方式，達到最佳的油耗控制。另外，在自主品牌中，比亞迪F3 DM車型也采用了混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。

東風風神S30混合動力車型

在國內(nèi)，幾乎所有的合資以及自主品牌都有著混合動力車型的研發(fā)計劃和試做產(chǎn)品。隨著國家扶持政策進一步的出臺，未來兩年中，我們很可能會見到混合動力車型大量的實現(xiàn)量產(chǎn)推出，更加節(jié)能環(huán)保的混合動力汽車即將走入更多百姓的家庭。

動力技術5——發(fā)動機啟停系統(tǒng)
技術特點：使用方便/節(jié)能環(huán)保/應用前景廣泛

在擁堵的城市中行車，我們不得不走走停停、怠速行駛，此時很多的燃油都損失在了怠速的過程中，不但沒有將能量有效的利用起來，而且排出的尾氣嚴重的污染著空氣。為解決這些問題，發(fā)動機啟動/停止系統(tǒng)（start/stop）應運而生。

發(fā)動機啟動/停止系統(tǒng)是由車輛中多種系統(tǒng)配合來實現(xiàn)功能的，通過了解其操作方式我們會知道其工作原理：對于手動擋車型，在遇到紅燈時減速停車，退出擋位到空擋，此時再抬起離合器，當車輪轉速傳感器顯示為零，并且蓄電池傳感器顯示電池有足夠電量進行下次啟動時，行車電腦即會自動停止發(fā)動機的工作。而需要再次啟動前進時，只需踩下離合器，系統(tǒng)中的“啟動停止器”電機就可快速將發(fā)動機啟動，進入正常行車狀態(tài)。

奔馳smart是將發(fā)動機啟停技術作為重要賣點的車型

對于自動擋車型，發(fā)動機啟停系統(tǒng)的基本原理是相同的，只是抬起離合器的動作由電腦所替代，駕駛者只需踩下剎車，當電池電量充足時，即可激活發(fā)動機啟停系統(tǒng)停止發(fā)動機工作，而松開剎車，發(fā)動機即可自動啟動。

應用程度
應用程度：目前量產(chǎn)車型以奔馳、寶馬、奧迪等品牌為主，更多品牌有著發(fā)展計劃

目前，市場上推采用發(fā)動機啟動/停止系統(tǒng)的車型主要以德系廠商為主，奔馳、寶馬、奧迪、大眾等品牌的多款車型都配置了啟停系統(tǒng)，但基本原理和操作方式都基本相同。因為較高的成本、養(yǎng)護費用等條件制約著這項技術的推廣。但這套系統(tǒng)對于經(jīng)濟性的提升，以及更重要的是這套系統(tǒng)對環(huán)保的貢獻，都注定了其未來將成為主流技術的前景，因此我們也看到非常多的汽車廠商在新產(chǎn)品以及未來的新車計劃中都紛紛加入了這一配置，例如長安、東風風神、中華等。

動力技術6——制動能量回收系統(tǒng)
技術特點：與混合動力系統(tǒng)相輔相成/將能源利用最大化

制動力回收系統(tǒng)是現(xiàn)今廣泛引用于混合動力以及純電動車型上的技術。作為汽車新能源技術的伴生技術，制動力回收系統(tǒng)的加入進一步的提高了能源的利用率，將混動、電動車型的節(jié)能環(huán)保性能發(fā)揮至極致。

采用電動飛輪作為儲能機構的保時捷制動能量回收系統(tǒng)

制動能量回收系統(tǒng)是指汽車在減速或制動時，將其中一部分的機械能（動能）通過置于車輪的電機轉化為電能儲存，并加以再利用的技術。由于可以同混合動力系統(tǒng)中的電動機進行很好的配合，大多數(shù)的混合動力車型都采用了制動力回收系統(tǒng)。由電池儲存的能量在汽車啟動或加速等需要更大動力輸出時釋放，而電能還可提供給車內(nèi)電子設備的使用，從而改善汽車能量利用效率，提高續(xù)航里程等目的。

應用程度
應用程度：目前主要以保時捷等高檔品牌車型為主，未來有望得到普及

制動能量回收系統(tǒng)由于技術要求較高，因此目前采用該技術的車型定位都較高，在市售車型中應用該技術的品牌有奧迪、寶馬、保時捷等。隨著混動技術以及電動技術的發(fā)展，制動能量回收系統(tǒng)有著廣泛的應用前景。