燃油机还有未来吗？能OTA的阿凡达发动机让我有了新看法

　　＂奥迪、奔驰已经停止研发新一代燃油发动机＂，＂蔚来、小鹏等电动车企的市值，轻松超过年销量是它们的数十倍的世界500强老牌车企＂，＂国内大学内燃机专业生源告急，许多学生和家长觉得学发动机没前途＂……似乎只是一夜间，汽车产业就变了天。仿佛谁造电动汽车谁就技术先进，受资本和舆论追捧，前程似锦；谁造燃油车谁就不思进取，已是末日黄花，行将就木。但事实果真如此吗？
　　中国目前是全球电动汽车最大的市场，据统计今年上半年销量为82.7万辆，占整个乘用车销量的7.87%。也就是说，在政府提供购置补贴、税费减免、牌照和限行政策优待、社会舆论力挺等一系列利好的大力支持下，一度被认为能最有效解决环保问题的电动汽车，销量占比仍还未突破10%。而在补贴退坡直至取消、税费减免取消后，纯电车型销量能否如先前预测那样在2030年占据市场的半壁江山，现在看来仍有非常多的不确定因素。因此，无论是碳达峰大背景下减排的宏观考虑，还是具体到每个消费者出行的微观需求，如果我们换个角度思考燃油车，是否忽略了它们技术进步能带来的减排空间？毕竟燃油车现在占据新车市场90%以上份额，并在未来数十年间仍将占据超过50%以上的份额。如果现在就停止燃油车发动机的研发和技术迭代，是否为时过早？升功率破百，它是1.5T发动机中的冠军
　　日前，笔者受邀参加了内部代号为＂阿凡达＂的上汽通用第八代Ecotec全新1.5T发动机技术公开课。起初我不明白为什么他们要让发动机要和好莱坞大导演卡梅隆的大片扯上关系。当经过工程师的讲解后，在普遍唱衰燃油车的今天，这款新机型展现出的性能指标、技术进步、研发理念和用户思维都让人眼前一亮。
　　第八代Ecotec1.5T发动机
　　随着这几年舆论界直接将汽车业的＂智能化、电子化和网联化＂简单直接捆绑在电动车的说法是非常不全面和偏离事实的，智能化、电子化和网联化同样适用于传统燃油汽车。尤其是之前被广泛认知为已无太多提升空间的汽油发动机，在得到前面的＂三化＂加持后，无论是与消费者切身相关的性能、燃油经济性和耐久性，还是与环境相关的节能减排水平，都有了颠覆社会普遍认知的巨大进步。
　　第八代Ecotec1.5T发动机应用的核心技术
　　首先在性能部分，以这款第八代Ecotec1.5T发动机为例，其高功率版本的升功率突破了100达到103千瓦，令人赞叹！发动机的最大额定功率实现了惊人的155千瓦，比上代机型提升了26%，一举成为中国市场额定功率最高的1.5T发动机。为方便大家比较，我将各大品牌的1.5T发动机性能参数与这款发动机做了一个简单对比，详见下图。
　　从表格中我们可以看出这款全新机型是名副其实的功率冠军，而且领先幅度很大，＂史上最强1.5T发动机＂实至名归。
　　如果按发动机排量分析中国车市结构，1.5T可以说是当今国内汽车市场的黄金排量，因为这个排量的发动机，可以匹配从A级、A+级、B级轿车到A级SUV和B级SUV 5个销量占比最大的细分市场。那这些细分市场在车市中占比到底有多大呢？我们仅以轿车为例，2020年中国轿车销量前15名中有10款是A级车，3款是B级车。1.5T所代表的小排量涡轮增压发动机的应用场景之广阔，显而易见。
　　以往，在B级轿车或SUV使用1.5T发动机，总被坊间认为是＂小马拉大车＂。但最近的数据表明，1.5T的B级车和SUV已经在市场上渐成主销车型，很多车型的1.5T车款卖得都比大排量的车款好。
　　第八代Ecotec1.5T发动机实拍图
　　小排量发动机性能越来越好，替代了之前高级别大尺寸车型上使用的大排量发动机，为消费者带来了燃油经济性的大幅提升。还是以这款1.5T发动机为例，在比NEDC更严苛的WLTC测试标准下，其燃油经济性可比通用现款1.5T机型提升6%。
　　说到这，可能会有不少朋友认为小排量涡轮增压发动机虽然油耗有优势，但用车体验肯定不好，车开起来不如大排量发动机从容淡定。但这台全新1.5T发动机的最大扭矩已经达到270牛米，输出转速范围可以覆盖1750转/分~5500转/分，在1500转/分~5800转/分的转速内，这款发动机均可以提供250牛米以上的扭矩，这几乎完全覆盖了我们日常行车所能用到的发动机转速区间。
　　第八代Ecotec1.5T发动机外特性曲线图
　　作为比较，可能很多朋友不知道在售的宝马3系搭载的低功版2.0T发动机的最大扭矩也不过是250牛米，且输出转速范围是1250转/分~4000转/分。由此可见，无论是扭矩峰值，还是扭矩输出平台的范围，这台全新的1.5T发动机都比宝马的低功2.0T发动机要好得多。更聪明的发动机才有前途
　　那为何这款＂阿凡达＂1.5T发动机有如此优秀的性能呢？正如前面所言，这要归功于发动机技术的智能化、电子化和网联化，同时也离不开通用一百多年来在发动机研发领域的丰厚积淀。
　　首先这款发动机能成为＂史上最强＂，是因为它非常聪明，拥有同级＂最强大脑＂，所使用的最新一代控制器（ECM），由通用汽车主导设计开发，与当前主流产品相比，算力提升近14%，而内部存储器性能提升33%以上。在ECM的指挥下，发动机的燃烧系统、进气控制系统、冷却润滑系统等部件的智能化程度都获得大幅提升。
　　最新一代控制器芯片算力提升近14%
　　我们就先以冷却系统为例，看看它是如何通过＂智能化＂提升性能的。通常，传统发动机有大概30%的热量会被冷却系统浪费掉，非常可惜。而这款发动机的ATM主动热管理系统，通过独创的水道管路设计、电子水泵、控制阀以及传感器这些硬件组合，再加上热管理软件控制程序，这不仅可实现了系统热量的精确管理，从而提高燃油经济性，还同时可利用发动机热量提高座舱舒适性，更具备停机冷却功能，实现发动机的全时保护。所以如果论冷却系统的智能化水平，可以说如果这款发动机自称第二，没人敢称第一。
　　ATM主动热管理系统
　　那在润滑系统和燃烧系统，这台＂阿凡达＂1.5T发动机又是如何实现智能化的呢？润滑系统的核心是全可变排量机油泵，它在所有工况下均可实现最佳供油量，由此不仅可降低2%~5%的能耗，还能提升整机的NVH表现。燃烧系统的智能点火线圈的点火能量提高了40%，不但能带来更稳定的点火及燃烧，还可以有效避免异常高压、高电流、过充磁等问题。
　　全可变排量机油泵
　　智能点火线圈
　　不过与上面这些智能化相比更值得一提的是，这台＂阿凡达＂1.5T发动机还首次将神经网络、深度学习等先进前沿的控制技术应用到发动机中，并且凭借全新一代的VIP智能电子架构，可以同传动控制系统、底盘控制系统、车身控制系统实现互联互通，并支持FOTA。这也意味着它具备了持续进化的能力，所以未来无论是性能升级还是解决售后Bug，都可以分分钟搞定，就像手机里应用程序的自动更新一样简单。
　　第八代Ecotec1.5T发动机支持FOTA
　　这两天东京奥运会刚刚落下帷幕，那些最终夺冠的选手，无疑都是头脑和身体综合实力的最强者。所以第八代Ecotec1.5T发动机能斩获＂史上最强＂荣耀，不仅有聪明的大脑，硬件也堪称冠军级装备。
　　高度电气化的硬件成就第八代Ecotec1.5T发动机＂史上最强＂
　　新款发动机采用了＂单缸最优＂高效燃烧设计理念开发，燃烧室经过优化设计，匹配35Mpa高压直喷系统及高滚流气道，加上通用汽车独创的小流量控制算法，通过ECU可实时探测喷油器的针阀运动，能实现多次精准喷射及喷油小流量精确控制，使燃烧更充分，性能显著提升。
　　DVVT全程可变进排气正时系统，则采用行业首发的全新Dual Fast相位调节器，配合中置大角度结构设计，扭矩响应速度提升1倍，并助力油耗进一步降低；先进的水冷增压中冷技术可按需精准控制增压气体冷却后温度，增压响应时间提升17%，加速响应更快，提升了动力性及驾驶乐趣；缸盖集成排气歧管，配合紧凑型电动放气阀涡轮增压器与催化器设计，可有效降低排气阻力，提高最大功率和加速响应，减少排放。
　　Dual Fast凸轮轴相位调节系统耐用、安静的发动机才是消费者最想要的
　　在中国评价一款发动机好不好，其实对于普通消费者来说最重要的就是看是否耐用。上汽通用汽车和泛亚技术中心也深知这一点，因此他们对这台1.5T发动机进行了史无前例的严苛测试，来确保新发动机的可靠稳定。
　　比如在设计之初，就广泛采用精确的仿真模型与设计迭代，来优化零部件、子系统和总成的疲劳强度、振动噪声、流体流场、热力学、密封等关键性能。开发过程中，共有452台原型发动机分别在美国米尔福德、庞蒂亚克、尤马、丹佛和加拿大卡普斯卡辛，以及中国上海、广德、黑河、海南、吐鲁番和格尔木等试验基地，进行了覆盖全地域和高寒、高原、高热、高湿、高腐蚀等极端气候环境的业内最严苛的标定和测试，其中仅耐久性测试就超过2万小时，累计测试里程近500万公里。
　　阿凡达1.5T发动机的智能制造，全程可追溯
　　而在制造环节，凭借上汽通用汽车先进的数字化智造平台，这款全新发动机更实现了制造全过程参数可精确追溯，由此确保每一台发动机都具有可靠的品质和一致的性能表现。
　　所以，从研发到验证，从设计到制造，这台全新1.5T发动机可谓是汇聚了通用全球的能力和经验来确保它的可靠性，无论是金钱、人力还是时间，全都给到了。这样花心力打造出来的发动机，又怎么会不耐用呢？
　　第八代Ecotec1.5T发动机主要零部件拆解
　　怪不得上汽通用敢承诺给包括这台全新1.5T的发动机在内的第八代Ecotec发动机系列提供8年或16万公里的质保服务，这是心里有底啊！
　　灵犀在试驾点评新车时常讲，想让一款车安静有高级感，低级别提升NVH性能的手段是后期不断加材料来隔绝动力系统的噪声和震动，而真正的高手是直接造出NVH优异的发动机和变速箱。在这次公开课中，我也有机会了解到真正的高手是如何操作的。
　　以这台全新1.5T发动机为例，上汽通用的工程师们从源头控制、传递路径优化、空气及结构声隔离、声品质优化4个维度入手，完成了新发动机的NVH性能正向开发。
　　第八代Ecotec1.5T发动机缸盖总成
　　首先，他们通过控制发动机爆发压力爬升率和怠速燃烧稳定性、优化活塞往复部件重量，从源头开始就降低了冲击和振动，实现加速的平顺和稳定。其次，他们在缸体制造中选用了行业罕见的精密砂型铸造工艺技术，使缸体模态更好，结构强度更高，搭配锻钢曲轴组件和曲轴减振皮带轮，大幅降低敲击噪音和抑制不同负荷下的转速波动。
　　缸体采用精密砂型铸造工艺技术
　　活塞连杆组件
　　锻钢曲轴组件
　　第三，他们通过复合一体式发动机罩盖、独具特色的油轨和声学罩设计、下沉式无级可变机油泵，使发动机空气及结构声隔离效果达到最优。最后，再通过对正时链条、凸轮组件、涡轮增压器等部件进行静音设计系统优化，全面提升了发动机运转时的声品质，为驾乘者带来更加安静惬意的驾驶体验。
　　电动放气阀涡轮增压器
　　说实话，听完这些讲解，让人不禁赞叹于通用工程师们在NVH研发方面的深厚造诣，更能感受到这家公司在该领域的坚持和传承。难怪一提到别克，很多人最先想到的词就是＂宁静＂。这次泛亚的技术人员在介绍全新发动机时，着重强调了新发动机的研发要有用户思维，比如在NVH这方面，未来客户很可能会拿新产品同电动汽车直接比较，所以他们要确保新发动机匹配整车后的在静音、震动方面的表现，可以媲美电动车。
　　曲轴隔振器结语：
　　什么样的发动机才是一款优秀的发动机？以往，厂家更关注性能提升、技术迭代，而消费者则更关注是否耐用、省油。现在大家又有了一个共同的新目标：节能减排。不过毫无疑问，在智能化、电子化和网联化的加持下，发动机未来还有巨大的提升潜力，上汽通用的这款第八代Ecotec1.5T发动机——可爱的＂阿凡达＂已经向我们证明了这一点。而且未来，它还会匹配48伏轻混、混合动力系统以及插电混合动力系统，组成更节能环保的动力系统，应用在更多车型上。
　　总而言之，对于＂碳达峰、碳中和＂这样关乎人类未来福祉的世纪难题，目前看来电动车不应只是唯一解，燃油发动机显然仍大有可为。举个极端的例子，假如有一天有新的零污染的新燃料问世，或燃料可再生，那燃油车不一下就实现了零排放吗？ 阿凡达，一切皆有可能。
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