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“史上最嚴”的國六明年就將到來，國內車企準備好了嗎？

2018-11-09 17:15:46

童濟仁汽車評論
近日，生態環境部印發的一則文件中明確提出：自2019年1月1日起，北京、天津、河北、山東、河南省（市）提前實施輕型汽車國六排放標準。截止目前已有9省（市）明確提前實施國六排放標準。被稱為“史上最嚴苛”的國六，迫于環保壓力正在加速落實。從排放標準限值來看，國六法規甚至略嚴于歐盟的歐六排放要求。對任何一個在中國新車市場的玩家而言，這都是一場史無前例的大挑戰：如何通過技術創新，讓仍占國內汽車市場95%以上的內燃機汽車，在動力、節能、環保三者之間找到新的平衡。
最近即將上市的兩款新車——凱迪拉克XT4和福特全新福克斯，在動力總成方面有一個共同點：它們都將首次采用搭載可閉缸技術的全新發動機。這是一個非常明顯的信號，越來越多主流汽車制造商，開始加速備戰中國將在明年起實施的最新、也最嚴苛的排放標準。
相比把賭注押在混合動力的豐田、投巨資研發純電動平臺并在中國尋找江淮這樣新伙伴的大眾，通用在美國市場也面臨著和中國一樣的更嚴苛排放要求。所以相比其它競爭對手，通用在中國市場，也是較早開始積極應對國六要求的汽車制造商之一。
國六大限會對傳統內燃機技術的發展，產生哪些影響？率先引入新技術的車企、品牌就更值得業內關注。
例如，8月底即將正式上市的國產凱迪拉克XT4，因為首次在國內配備了帶有閉缸技術的2.0T四缸渦輪增壓發動機，也引發了行業對于節能減排大背景下，發動機新技術應用的討論。

到2020年，國內車企在售新車的平均油耗需達到5L/100km；2020年7月1日，國六法規亦將全面實施。在過去的2017年，國內新能源乘用車銷量占比僅為2.3%，到2020年最樂觀的結果也不會超過10%的情況下，各大汽車制造商如何用新技術提高傳統內燃機的能效，仍是無法回避的現實難題。

如何實現傳統發動機效能更優化？
在發動機設計開發時，如何進一步提升能效？這需要充分考慮單缸容積、缸徑沖程比、進排氣方式、燃油噴射等方面，向改善燃油霧化、提高缸內油氣混合均勻度、降低排氣溫度等技術路徑靠攏。這就衍生出發動機正向設計的理念——單缸最優，當每個氣缸都達到最優的狀態，發動機才能實現能效最優化。

其實，在發動機設計時，發動機結構參數的選擇是一個針對設計目標不斷迭代優化的過程。當一臺新車的用戶人群和市場定位確定后，它的動力性能會被固定在一個范圍內，所搭載發動機的排量也會確定下來。此時，圍繞這一需求的單缸容積、缸徑、沖程等發動機的設計過程，就是要在功率、扭矩、油耗、排放等之間找到最佳平衡點的過程。

經過技術驗證，對于主流家用轎車所使用的1.0-1.5L排量發動機而言，選擇單缸排量0.33-0.5L是上述命題的最優解。過小的單缸排量會增大熱損失，導致發動機熱效率明顯降低；過大的單缸排量則會使火焰傳播距離加長，容易引發爆震，同樣使發動機熱效率下降。

凱迪拉克XT4上搭載的2.0T可變缸渦輪增壓發動機和別克中級車上的全新一代Ecotec 1.0T/1.3T雙噴射渦輪增壓發動機，都選擇了以單缸最優設計理念進行打造，再通過對發動機噴油、燃燒、進排氣等的優化，實現發動機效能的提升。
拿1.0T和1.3T Ecotec三缸發動機來說，三缸的選擇并非是簡單的“4-1”，而是一個基于“單缸最優”設計理念的完全正向過程。但這也是普通消費者最難理解的一個過程，多數消費者不能理解，為何缸數變少是“技術進步”而不是“偷工減料”，這也是廠商推廣和普及三缸發動機所面臨的最大挑戰之一。
而實際上，相比傳統的四缸發動機，三缸機擁有體積小、重量輕、結構緊湊等整車十分看重的布置優勢，三缸機沒有排氣干擾，能讓渦輪遲滯更小，同時三缸機的摩擦損失較四缸機也要降低10%-15%；三缸發動機因為體積更小的優勢，未來也會成為混合動力車型的首選發動機類型。

由于受到排放和油耗政策壓力，歐美日汽車品牌在發動機技術路線上逐漸趨向一致，三缸機的陣營也在不斷壯大。通用、福特、PSA、寶馬、沃爾沃、雷諾、豐田、本田所開發的新一代小排量渦輪增壓發動機中，三缸機已成為絕對的主流路線。在2018年國際發動機大獎名單中，1.8L以下組別的最優發動機已經完全被三缸發動機所包攬。
目前，國內已經有超過40款車型搭載三缸渦輪增壓發動機。到2019年底之前，這個數量可能增加至100款。根據全球商業資訊提供商IHS的預測，到2025年中國搭載三缸機的汽車保有量，將超過5,000萬輛。
國六背后的產品達標爭奪戰！
普遍的印象中，中國的新車排放法規總會比歐美標準門檻更低一些。但事實上，國六標準卻要比歐盟的歐六標準更為嚴苛，幾乎和公認全球最嚴的美國標準處于同一水平線上。標準躍進的背后，也給在中國市場的汽車品牌們，提出了更為嚴峻的挑戰。
相比國五，將在2020年實施的國六A測試循環，由原先的歐洲駕駛循環NEDC改為世界統一輕型車測試循環WLTC，覆蓋的轉速和負荷范圍更大，包含了對極端駕駛行為的考慮，更加接近車輛的實際工況。同時，后續在2023年實施的國六B標準，對常規氣態物的排放限值比國五降低約50%，而且增加了新的排放物種類限值要求。

2019年國六A標準開始實施后，雖然國五車行駛暫時不受影響，但保值率方面肯定會急劇下降，過渡期后進入國六B標準，國五新車將不被允許上牌。

因此，《童濟仁汽車評論》認為，只有在傳統發動機領域提前規劃、做好前瞻性技術布局和產品落地的汽車制造商，才能最先向市場投放搭載更新動力總成的新車，這也是汽車制造商對消費者負責的做法。

能夠在現售車型和全新一代產品上同時提前達到國六標準的汽車制造商，目前在中國市場鳳毛麟角，上汽通用可能是第一個提前布局的汽車制造商。而且不僅是在像凱迪拉克這樣的豪華品牌全新換代車型上，包括別克品牌在售1.0T和1.3T英朗、閱朗、GL6等三缸車型（可以通過對現有產品升級的方式滿足國六排放標準），以及即將更新動力總成的2.0T產品，都可以提前滿足嚴苛的國六標準。
政策與消費習慣的博弈？
在政策導向與消費習慣之間，整個行業都必須為之努力。市場在變、競爭在變、用戶在變、需求在變，車企的發展不僅要抓住這些變化，更為重要的是能否在形勢改變之前預先做好規劃，提供超出時代需求的產品。

面向未來，動力總成的快速發展，不僅左右著消費者的選擇，同時是車企能夠在不斷變遷的市場中始終占據有利地位的基礎，更是在政策法規的框架下生存下來，保持和繼續擴大市場份額的關鍵。
所以，在接下來的兩年時間內，國內消費者也將越來越習慣于更小排量的三缸渦輪增壓發動機產品的出現，以及類似XT4這樣的搭載閉缸技術的渦輪增壓發動機車型，包括更多擋位的AT、雙離合和更高效CVT變速箱等。
對于任何一個汽車制造商而言，除了在純電動、混合動力等技術領域持續投入之外，傳統內燃機和傳動領域的新技術，也是動力總成技術升級換代的必經之路。可以預見的是，會有越來越多像上汽通用這樣的企業，加速傳統動力總成和傳動技術的升級換代，以滿足新排放標準的嚴苛要求，贏得相應的市場先機。

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“史上最嚴”的國六明年就將到來，國內車企準備好了嗎？