隨著國(guó)Ⅲ、國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ階段汽車的排放法規(guī)的陸續(xù)頒布，以及汽車節(jié)能、環(huán)保需求的趨勢(shì)，使得汽車新能源動(dòng)力的爭(zhēng)奪戰(zhàn)升級(jí)，傳統(tǒng)動(dòng)力汽油機(jī)、柴油機(jī)技術(shù)亦不斷革新，以承接未來(lái)的挑戰(zhàn)。
汽油機(jī)技術(shù)重在節(jié)能
如何提高燃燒效率，降低燃油消耗成為汽油機(jī)目前面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。東風(fēng)汽車有限公司商用車研發(fā)中心研究部部長(zhǎng)陽(yáng)松林提到，汽油機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：缸內(nèi)直噴稀燃(GDI)，節(jié)油約8%-15%；全可變氣門(FVVT)，直至電動(dòng)氣門技術(shù)(EMVT)，節(jié)油約10%-18%；減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量(DOWNSIZE)采用可變渦輪截面高增壓和可變壓縮比技術(shù)(VCR)，節(jié)油約20%-25%；全可變與均質(zhì)稀薄燃燒技術(shù)(HCCI)，節(jié)油約20%-30%。排放控制新技術(shù)主要包括冷卻廢氣再循環(huán)(EGR)、稀燃排氣后處理系統(tǒng)以及DeNOx催化轉(zhuǎn)換器等。
這些節(jié)能技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用正在深入，隨著國(guó)家排放和節(jié)能法規(guī)的進(jìn)一步趨嚴(yán)以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，國(guó)內(nèi)有關(guān)各方也應(yīng)加快跟進(jìn)。北京福田環(huán)保動(dòng)力股份有限公司武鳳榮介紹，新技術(shù)在國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)的研究更進(jìn)一步，GDI技術(shù)也已應(yīng)用到了產(chǎn)品上。國(guó)內(nèi)相對(duì)落后，還處于初期研究和模仿的階段，還沒有進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。陽(yáng)松林則提到，上述節(jié)能技術(shù)將首先從合資公司引入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)與國(guó)外公司合作開展GDI、FVVT、DOWNSIZE產(chǎn)品的先期開發(fā)并力爭(zhēng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，部分高校已進(jìn)行HCCI、EMVT的基礎(chǔ)研究。他還同時(shí)表示，這些技術(shù)涉及的關(guān)鍵零部件要達(dá)到產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；繕?biāo)，還需要企業(yè)、院所的密切合作，花大力氣攻關(guān)。
柴油技術(shù)向國(guó)III標(biāo)準(zhǔn)接軌
不斷嚴(yán)格的排放法規(guī)要求讓柴油機(jī)已從機(jī)械控制轉(zhuǎn)為電子控制。當(dāng)前柴油機(jī)電子控制燃油系統(tǒng)主要有三種，即電控泵噴嘴系統(tǒng)、電控單體泵系統(tǒng)、共軌燃油噴射系統(tǒng)，都已投入生產(chǎn)。上海柴油機(jī)股份有限公司副總工程師張有表示，目前滿足國(guó)Ⅲ排放的主要技術(shù)有：燃油系統(tǒng)電子控制技術(shù)、增壓中冷技術(shù)、高壓噴射技術(shù)；燃燒過程優(yōu)化技術(shù)；四氣門技術(shù)。對(duì)于小排量柴油機(jī)如轎車柴油機(jī)可能需要采用廢氣再循環(huán)技術(shù)降低氮氧化物。
由于適應(yīng)國(guó)III排放標(biāo)準(zhǔn)的電控高壓共軌噴射系統(tǒng)的成本較高，組合式單體泵電控噴射技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)錫油泵油嘴研究所高工楊中極表示，最近我所開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)，是以滿足歐Ⅱ的泵管嘴系統(tǒng)+電子調(diào)速器+EGR系統(tǒng)及控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖說(shuō)還需要做更細(xì)致的工作，但其成本及油耗之低將具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力。
目前國(guó)內(nèi)中重型柴油機(jī)產(chǎn)品自主開發(fā)進(jìn)展較好，上柴、濰柴、玉柴、錫柴、杭發(fā)等柴油機(jī)生產(chǎn)廠家均開發(fā)出滿足國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的電控柴油機(jī)，并已經(jīng)不同程度地推向市場(chǎng)。張有介紹，從開發(fā)過程可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)Ⅲ柴油機(jī)產(chǎn)品采用的主要是電控高壓共軌技術(shù)和電控單體泵技術(shù)。
應(yīng)加快自主品牌建設(shè)
在汽車自主開發(fā)已提升到戰(zhàn)略高度的時(shí)日，汽油機(jī)自主品牌缺失的現(xiàn)狀令人憂慮。陽(yáng)松林表示，這是由于合資公司轎車汽油機(jī)的研發(fā)都在國(guó)外，國(guó)內(nèi)往往只作國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，長(zhǎng)此以往國(guó)內(nèi)失去了創(chuàng)造汽油機(jī)自主品牌的載體。目前，國(guó)內(nèi)沒有真正意義上的自主汽油機(jī)品牌，汽油機(jī)研發(fā)能力也落后于柴油機(jī)研發(fā)能力，自主創(chuàng)新能力很弱，需要迎頭趕上。
為提高國(guó)內(nèi)汽油機(jī)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，陽(yáng)松林提到，企業(yè)應(yīng)加大產(chǎn)品開發(fā)的投入，發(fā)揮國(guó)內(nèi)高校、科研院所和企業(yè)的各自優(yōu)勢(shì)，選擇關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究開發(fā)，必要時(shí)請(qǐng)國(guó)外技術(shù)公司進(jìn)行技術(shù)咨詢和聯(lián)合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。目前東風(fēng)汽車公司在商用車柴油機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和自主品牌轎車汽油機(jī)領(lǐng)域研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面取得了重大進(jìn)展。
武鳳榮則表示，提升汽油機(jī)自主品牌最佳的辦法是在新品開發(fā)中與國(guó)外的咨詢機(jī)構(gòu)合作，在合作開發(fā)中使自身的設(shè)計(jì)能力和開發(fā)能力得以提高，“走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)”。目前，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都在嘗試這種做法，并收到了一定的效果。
編輯點(diǎn)評(píng)
要開發(fā)屬于自己的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU
汽車市場(chǎng)表面繁榮的背后隱藏著核心技術(shù)缺失的“黑洞”，這也成為國(guó)內(nèi)汽車業(yè)心頭永遠(yuǎn)的“痛”。尤其是在汽車動(dòng)力核心——發(fā)動(dòng)機(jī)ECU領(lǐng)域，中國(guó)市場(chǎng)上銷售的發(fā)動(dòng)機(jī)控制ECU模塊等關(guān)鍵汽車電子產(chǎn)品“基本被幾家跨國(guó)公司壟斷”，國(guó)內(nèi)自主品牌整車面對(duì)的是一個(gè)強(qiáng)勢(shì)到近乎壟斷的配套市場(chǎng)。而要擺脫受制于人的局面，出路或許只有一個(gè)：那就是開發(fā)屬于自己的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。盡管追趕困難重重，但卻勢(shì)在必行。
從技術(shù)層面看，通過模仿來(lái)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的硬件還是軟件非常困難。一方面,ECU硬件的集成度在不斷提高。隨著驅(qū)動(dòng)電路向智能化方向發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電路高度集中，一個(gè)芯片已能完成以前幾個(gè)芯片的功能。另一方面，重要的軟件更難掌握。ECU軟件的實(shí)質(zhì)是企業(yè)在技術(shù)開發(fā)過程中，企業(yè)通過對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)而獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累，是一個(gè)不斷完善和細(xì)化的過程。這種經(jīng)驗(yàn)積累恰恰是在電控領(lǐng)域沒有進(jìn)行過自主開發(fā)的中國(guó)企業(yè)所缺乏的。
因而這是一項(xiàng)長(zhǎng)期攻關(guān)的課題，需要國(guó)家政策與資金的支持，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的通力協(xié)作，需要穩(wěn)扎穩(wěn)打、循序漸進(jìn)。同時(shí)，整車廠商應(yīng)該提高自主開發(fā)意識(shí)，而不僅僅做表面文章，并對(duì)國(guó)內(nèi)的配套廠商給予一定的支持；另一方面，ECU開發(fā)商則要建立完善的開發(fā)環(huán)境，包括開發(fā)工具、硬件和軟件模塊庫(kù)等，與系統(tǒng)供應(yīng)商、整車廠商加強(qiáng)合作，營(yíng)造一個(gè)高效的開發(fā)體系。目前國(guó)內(nèi)康佳、比亞迪等ECU開發(fā)商在開發(fā)領(lǐng)域都取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。而奇瑞自主開發(fā)的ACTECO發(fā)動(dòng)機(jī)的亮相，以及隨著一汽C301、上汽陸威、長(zhǎng)安CV7、吉利FC-1的陸續(xù)上市，國(guó)內(nèi)在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)新的競(jìng)爭(zhēng)力。 (李 映)
精彩觀點(diǎn)
東風(fēng)汽車有限公司商用車研發(fā)中心研究部部長(zhǎng)陽(yáng)松林：
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU開發(fā)應(yīng)集中于軟件
目前國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)市場(chǎng)的轎車的核心技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU基本被外商壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)人才缺乏、設(shè)計(jì)開發(fā)能力弱、產(chǎn)品技術(shù)水平低、創(chuàng)新不足。一些院校和科研院所及企業(yè)在國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，先后進(jìn)行了汽油機(jī)、柴油機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的研發(fā)，但成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的很少，停留在原理樣機(jī)、樣品階段。同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)中的傳感器、執(zhí)行器等國(guó)內(nèi)企業(yè)配套能力弱、產(chǎn)品性能差，很大程度上制約了發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
國(guó)家政策支持和國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿槠嚢l(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)開發(fā)商帶來(lái)難得的機(jī)遇和動(dòng)力。雖然我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，但國(guó)際半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)我們充分開放，開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU硬件比軟件相對(duì)容易。目前，國(guó)內(nèi)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)是ECU軟件，我們要深入扎實(shí)消化吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，在開發(fā)過程中重視集成開發(fā)環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用，以確保能夠真正從底層開發(fā)并掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)核心技術(shù)。軟件開發(fā)要標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)模塊、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言控制編程、基于模型的算法設(shè)計(jì)、自動(dòng)代碼生成、虛擬仿真測(cè)試，遵循ASAM-MCD應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)網(wǎng)絡(luò)總線及通訊協(xié)議等規(guī)范。
康佳集團(tuán)汽車電子研究所資深技術(shù)專家劉建軍：
應(yīng)采用先進(jìn)的軟硬件開發(fā)流程
從20世紀(jì)90年代后期開始，國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)了一些小型公司及高校對(duì)車用電控系統(tǒng)ECU的開發(fā)，主要是模仿國(guó)外一些著名公司的早期產(chǎn)品。由于受到電子器件、軟硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、控制策略的理解及市場(chǎng)需求的限制，發(fā)展較緩慢，有些只停留在硬件功能的實(shí)現(xiàn)階段，不能產(chǎn)業(yè)化。ECU在開發(fā)階段就應(yīng)學(xué)習(xí)采用國(guó)外先進(jìn)的軟硬件開發(fā)流程、方法和標(biāo)準(zhǔn)，使其有足夠的可靠性，立足于產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)通過積累，優(yōu)化和完善控制策略也是必不可少的。通過國(guó)內(nèi)汽車近六年對(duì)電控汽油噴射系統(tǒng)的大量采用，使汽車生產(chǎn)廠商充分學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)了電控系統(tǒng)，消除了一些神秘，增加了一些對(duì)國(guó)產(chǎn)電控系統(tǒng)接受的可能性。加上國(guó)家近來(lái)對(duì)國(guó)有自主技術(shù)的支持和市場(chǎng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力，國(guó)產(chǎn)ECU的電控系統(tǒng)正逐步被一些國(guó)產(chǎn)品牌汽車廠商在越來(lái)越多的車型上采用。當(dāng)然很多電控系統(tǒng)零部件有了國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商也是不可缺少的條件之一。
康佳目前已建立起了完全自主產(chǎn)權(quán)的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)ECU的技術(shù)平臺(tái)，已通過了全部DV測(cè)試，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程順利進(jìn)行。將按計(jì)劃在2006年內(nèi)批量投產(chǎn)滿足國(guó)Ⅲ排放法規(guī)的電控汽油噴射系統(tǒng)產(chǎn)品。
無(wú)錫油泵油嘴研究所高工楊中極：
經(jīng)受市場(chǎng)檢驗(yàn)方能成功
三種典型的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴射技術(shù)單體泵、共軌、泵噴嘴在國(guó)外已有多年的應(yīng)用。在電控高壓共軌系統(tǒng)方面，博世、德爾福、西門子VDO和電裝四大公司的系統(tǒng)都在國(guó)內(nèi)多種機(jī)型上配試。國(guó)內(nèi)在十年前曾有過研發(fā)電控高壓共軌系統(tǒng)的熱潮，但隨后都知難而退，就剩下無(wú)錫油泵油嘴研究所，十年來(lái)一直在堅(jiān)持研發(fā)共軌系統(tǒng)，很艱難，也很孤單?，F(xiàn)在已裝車在考核可靠性及組織批量化生產(chǎn)，這一事實(shí)鼓舞了不少人的信心，使最近國(guó)內(nèi)對(duì)共軌系統(tǒng)的研發(fā)熱度又有所回升。一些企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高校加入到新興行業(yè)中，這無(wú)疑打破了國(guó)外大公司一統(tǒng)天下的格局。
但同時(shí)我們還要認(rèn)識(shí)到，一切工作均要受到市場(chǎng)的檢驗(yàn)與考核，得到認(rèn)可才可謂成功。與發(fā)動(dòng)機(jī)配試達(dá)到動(dòng)力、排放性能要求算是走出第一步，臺(tái)架試驗(yàn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)性要求算一步，裝車性能包括動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性是一大步，接著是可靠性、小批量一致性等等。配成功一種機(jī)型不見得就能配多種機(jī)型，還有運(yùn)行中的故障發(fā)生率，使用中的服務(wù)等，總之柴油機(jī)使用高壓電控噴射技術(shù)會(huì)遇到許多過去不曾料到的種種新問題，需要仔細(xì)研究，認(rèn)真對(duì)待，一個(gè)個(gè)解決才可能到達(dá)勝利的彼岸。除了企業(yè)自身還需要不懈努力外，同時(shí)也需要得到政府、行業(yè)的支持與配合，共同將具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)入市場(chǎng)。
