近些年生活水平越來越好,然而生活環(huán)境卻一天比一天糟糕,小時候再常見不過的藍天白云現(xiàn)在成了少見的奢侈品,出門偶遇“APEC藍”、“世博藍”都要忍不住拍一張發(fā)朋友圈。那么問題來了:到底是誰偷走了我們美麗而干凈環(huán)境?
5月14日,北京市環(huán)保局發(fā)布了新一輪細顆粒物(PM2.5)來源解析研究成果。研究表明,北京市2017年PM2.5的平均濃度為58μg/m3,主要來源中北京本地排放占2/3,區(qū)域傳輸占1/3。本地排放貢獻中,移動源、揚塵源、工業(yè)源、生活面源分別占45%、16%、12%、12%,在移動源中在京行駛的燃油車貢獻最大。所以,對汽車“下狠手”顯然有必要。
作為全球汽車保有量最大、也是增速最快的國家,為了降低汽車排放對生活環(huán)境的污染,我國環(huán)境保護部門早在2000年開始就實施汽車排放標準,而且以3~6年的間隔升級一次。總體來說,從國Ⅰ到國Ⅴ都是牢牢跟著歐Ⅰ到歐Ⅴ排放標準來升級,歐洲定什么標準我們就執(zhí)行什么標準,全球同步一盤棋,車企們倒也不煩心。然而從國Ⅵ開始事情發(fā)生了變化。
2017年底輕型汽車污染物排放限值及測量方法第六階段(俗稱國Ⅵ)正式公布,其中各項排放物不但相比國Ⅴ大幅提升,甚至超越了同期的歐Ⅵ標準,成為當今世界上最為嚴格的排放標準?!皣觥睒藴适腔趪H標準制定的,在排除工況和測試影響的情況下,整體排放標準相比“國Ⅴ”的具體變化如下:
(1)汽油車的一氧化碳排放量降低50%;
(2)總碳氫化合物和非甲烷總烴排放限制下降50%;
(3)氮氧化物排放限制加嚴42%;
由于標準領先世界,國家為了給汽車制造行業(yè)一定的緩沖時間,國Ⅵ標準的實施將采用兩步走計劃,也就是說國Ⅵ排放標準分為“國ⅥA”和“國ⅥB”兩個階段,其中標準相對較低的“國ⅥA”正式實施時間為2020年7月,而標準較高的“國ⅥB”將于2023年7月實施。到了規(guī)定時間,所有銷售和注冊登記的汽車都必須符合新標準才能上牌上路。那么作為全球最嚴格的汽車排放標準,各大車企又準備從哪些技術手段入手來降低汽車排放呢?
技術方向一:大力推廣三缸機
代表車企:福特、通用、大眾等
關注新車的讀者都知道,近些年不論美系、德系都推出了三缸渦輪增壓發(fā)動機,而且布局在各自品牌旗下主銷車型上,甚至連寶馬和奧迪等豪華汽車品牌都加入了三缸機陣營。不可否認三缸機由于奇數(shù)氣缸的設計,相比L4、V6等偶數(shù)氣缸引擎天生就存在抖動、工作不平順等缺陷,雖然工程師通過平衡塊、雙質(zhì)量飛輪等技術加以抑制,但市場消費者的選擇就已經(jīng)說明了一切。
不過車企寧可冒著消費者不買賬的風險也要大力推廣三缸機,背后很重要的原因就是它在油耗及尾氣排放方面的優(yōu)勢。眾所周知,除了個別技術超強的日系車企,全球大多數(shù)車企都在一股腦投向小排量渦輪增壓的懷抱。而排量越小氣缸數(shù)不變就意味著單個氣缸的缸徑越小,越小的缸徑使得燃料充分燃燒變得愈加困難,這直接導致尾氣中氮氧化物和顆粒物的排放超標。為此,減少一個氣缸增大剩余單個氣缸的容積成為解決燃料不充分燃燒的出路,所以在越來越嚴苛的排放法規(guī)下,三缸機成為多數(shù)車企排放達標的救命稻草。
技術方向二:搭載混動系統(tǒng)
代表車企:豐田、本田、比亞迪、榮威等
相比于直接降低發(fā)動機排放,日本人25年前走了一條“捷徑”,在傳統(tǒng)車輛零部件基礎上添加電池、電機以及電控系統(tǒng),通過對汽車剎車、怠速時流失能量的回收再利用,使得車輛的油耗直線降低,油耗降低了排放問題自然迎刃而解。1993年初代普銳斯混動北美上市至今,豐田混動系統(tǒng)獲得使用者的一致好評,豐田也成為混動汽車的代名詞。除了豐田,同樣來自日本的本田也是混動車領域一把好手,相比豐田復雜的機械結構,本田的電氣化做的更為徹底、簡潔,當然節(jié)能減排效果也更好。
然而由于豐田先入為主很多年,類似ECVT行星齒輪等關鍵性技術存在專利壁壘,國內(nèi)車企在非插電式混動車領域技術進展緩慢。不過通往羅馬的道路往往不止一條,類似比亞迪、榮威等國內(nèi)車企在插電式混動車型上找到了突破,而且可以長途純電行駛的它們相比普銳斯、雅閣等普通混動車擁有更好的減排效果。
技術方向三:提升發(fā)動機熱效率
代表車企:豐田、馬自達、英菲尼迪等
混動也好渦輪也罷,歸根結底都是將汽油化學能轉化為機械能的過程,而兩點之間直線最短的原理告訴我們,提升轉化效率才是降低油耗進而減少排放的關鍵,于是熱效率的概念應運而生。目前公開將熱效率作為賣點宣傳的車企也就豐田一家,而目前全球熱效率最高的發(fā)動機也才達到41%,大多數(shù)的化學能都變成熱量浪費了,可見在提升熱效率并降低排放的路上還有很多潛力可挖。
不過說起來容易做起來難,就目前的車企技術儲備來看熱效率的提升都進入了瓶頸期,唯有豐田、馬自達、英菲尼迪等少數(shù)日系車企還在不斷鉆研繼續(xù)沖高。在現(xiàn)有汽油發(fā)動機基礎上提升熱效率,如果沒有分層稀薄燃燒、可變壓縮比、雙循環(huán)、雙噴射等尖端技術的加持,幾乎無法實現(xiàn)。
而在這幾家熱衷發(fā)動機熱效率的車企中,一向低調(diào)的馬自達卻是最為激進的。在不久前舉辦的技術分享會上,馬自達最新研制依靠汽油機壓燃技術的自然吸氣發(fā)動機能夠提供高達18:1的空燃比,目標直指史無前例的50%熱效率,讓一眾車企望塵莫及。屆時,馬自達只需將旗下車型保持排量不變換上最新的發(fā)動機,就能輕松達到“國ⅥA”甚至“國ⅥB”的排放標準。
寫在最后
可以看到,為了達到即將實施的“國Ⅵ”排放標準,海內(nèi)外各大車企集結最頂尖的汽車工程師,在不同的技術路線上“死磕到底”,可謂使盡渾身解數(shù),而嚴厲的排放政策也會將汽車對環(huán)境的污染程度越降越低。
拋開汽車發(fā)動機技術的進步,符合“國Ⅵ”燃燒標準的油品供應也必不可少,相信隨著“國Ⅵ”排放標準的實施,藍天白云晴空萬里將不會再成為都市人群的稀缺品。
- END -
"There is always a better way."
“總有更好的辦法。”
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