彭立新：康明斯把最新燃油技術(shù)推向高潮

　　為推動科技進步，增進國際交流，引導節(jié)能減排技術(shù)趨勢，“2009中國汽車工程學會年會”于2009年10月20-22日在北京舉辦。本屆年會得到了廣大科技人員的廣泛支持，包括眾多世界知名汽車整車及零部件企業(yè)在內(nèi)，近550多名汽車行業(yè)的專家學者、工程師參會討論。廣大工程技術(shù)人員在此論壇分享我國汽車技術(shù)最新成果，爭辯方向，激揚思想，以下是康明斯東亞區(qū)發(fā)動機技術(shù)總監(jiān)/康明斯東亞研發(fā)中心董事長彭立新博士發(fā)言實錄:

　　彭立新(美國康明斯公司)：各位發(fā)動機界的前輩、各位同行，大家早上好。非常榮幸今天有這個機會在這里就怎樣應對發(fā)動機，特別是柴油機技術(shù)發(fā)展的推進器，跟大家談一些想法，供大家參考。

　　回顧排放的歷程，大概是1976年美國開始做排放法規(guī)控制的時候，當時我不在美國，我聽說當時三大公司聯(lián)手極力反對，一個理由是這個法規(guī)控制太嚴，如果實行這個法規(guī)對發(fā)動機的油耗、性能損害太大，另外一個理由是實行這個法規(guī)的成本過高。

　　以這兩大理由阻止，當時美國環(huán)保部進行排放標準的控制，到今天當時的排放標準和今天的排放標準比是9：1，今天只剩下10%的排放數(shù)據(jù)了。聽說最后美國環(huán)保部之所以能夠做，是因為本田公司做出了第一臺滿足當時排放的車送到美國。這個歷史也是很像今天有些的說法和做法。

　　霧霾是一個新名詞，在美國、在中國都成為了一個影響大家正常生活的一塊，還有一個新名詞，叫做酸雨，這都是近幾年出現(xiàn)的一些新名詞，在這種情況下全球開始了以三大法規(guī)體系環(huán)保的工作，包括美國的體系、歐洲體系和日本體系。中國走的是歐洲體系，歐洲體系有20年，在這20年的過程中我們柴油機最重要控制的一個是顆粒，一個是氮氧化物，這兩個排放的情況已經(jīng)減少了90%，氮氧化物減少86%，顆粒減少95%。我們90年代一年產(chǎn)100多萬臺車，到今天是1000萬臺車，排放上留給了我們10倍的空間繼續(xù)生產(chǎn)車和繼續(xù)擴大這個市場。

　　我們是怎么做到的呢?從柴油機開始說，90年歐洲開始做排放控制，這是巧合也好是技術(shù)推進也好，這時直噴式柴油機形成我們的一個新技術(shù)，然后逐漸到電噴。90年是一個轉(zhuǎn)折，在前面多少年都是比較慢的往上升，到了90年以后我們有了一個非常大的轉(zhuǎn)變，有兩大因素，一個就是直噴技術(shù)，第二個就是電控技術(shù)。在這個發(fā)展里面帶來了很多其他的東西，比如說爆發(fā)壓力，爆發(fā)缸內(nèi)壓力在不斷增加，所有的技術(shù)都必須跟著這個往前走，這也是使我們今天享受跟20年產(chǎn)業(yè)界完全不一樣技術(shù)的原因。

　　20年來柴油機技術(shù)也從經(jīng)驗工程逐步走向科學。在20年前或者30年前我們對柴油機的認識非常淺薄，把油送進去，活塞往下行把空氣吸進去以后進行一定的混合給我們提供能量，這是我們一個經(jīng)驗工程可以認識到的。只有到了后來，就是最近20年我們有了各種各樣的研究手段和技術(shù)，對于燃燒過程有了一步一步的認識，我們可以把一個油嘴給出來的空氣燃料比，可以從無窮大到無窮小這樣一個變化范圍內(nèi)每一個過程都有清晰的認識，使得我們有辦法可以控制顆粒、可以控制氮氧化物，我們說顆粒和氮氧化物是一個相互矛盾的控制條件，所有對于顆?？刂朴欣募夹g(shù)、手段都會增加氮氧化物的生成，這使得我們過去在一段時間里面有點束手無策。有人說當油到柴油機氣缸里面之后剩下的就只有上帝知道了，我們沒法控制，直到后來我們才發(fā)現(xiàn)實際上不是這么回事，在顆粒和氮氧化物生成中間出現(xiàn)了一些綠色的區(qū)域，就是在這些綠色區(qū)域里面可以實現(xiàn)氮氧化物和顆粒的同步下降，有了這樣的認識以后大家就開始在這方面做工作了，所以改善混合器條件、降低局部空燃比，使得我們往綠色區(qū)域走。正是這樣一些技術(shù)使得柴油機的排放能夠走到今天。

　　在柴油機走到今天的同時，我們對柴油機內(nèi)部有了非常清晰的認識，有了很多手段，HCI就是一個例子，雖然HCI還不是非常成熟，但是它在內(nèi)燃機技術(shù)的“技術(shù)”這兩個字上面是完全嶄新的一個思路，給我們提出了我們應該追求的方向。同樣是在這樣一些技術(shù)引導下，我們逐步搞清楚顆粒和燃油參數(shù)之間的關系，我們逐步搞清楚氮氧化物、廢氣之間的關系，搞清楚顆粒跟壓力之間的關系，正是這樣一些東西，使得我們剛才說的發(fā)動機柴油機技術(shù)逐步走向科學。

　　這里面硬件主要有兩大塊，一個是燃油系統(tǒng)，一個是變壓系統(tǒng)，對于一個柴油機來說需要兩個東西，油和氣。20年來燃油系統(tǒng)一直引導著柴油技術(shù)一步步走向今天，從50年代開始康明斯開始做PT燃油系統(tǒng)，從原來1000公斤左右到超過2500公斤的壓力。大家可以注意到這里面有兩個拐點，一個拐點是80年代，第二個拐點是90年代，正好跟美國的排放控制、跟歐洲的排放控制是吻合的。這也進一步的說明，正是排放法規(guī)的要求驅(qū)動、推進了我們一步步的把燃油技術(shù)推向了今天的高潮。

　　另外油嘴的精細化，每年的時間里面出現(xiàn)了各種不同的噴嘴系統(tǒng)，噴嘴的每一嘴的統(tǒng)計大小在逐年下降，嘴數(shù)也在逐漸增多，現(xiàn)在一個嘴8個孔，每個孔0.1毫米成為了典型的技術(shù)，這也是90年代開始出現(xiàn)了這些進步，使得我們的噴油狀態(tài)變得跟20年前非常不一樣。

　　沒有增壓器的推進，沒有氣方面的補充也是不可能完全燃油機技術(shù)進步的。這里選了增壓器的最大速度，還有增壓器的可靠性和增壓壓力，大家也看得出來，1990年也是這三個參數(shù)的拐點所在，在這樣一個排放推動下，增壓器的可靠性、增壓壓力和增壓器的速度在不斷的增加，允許我們噴進更多的油，允許我們達到更高的要求。噴油機也有各種各樣的技術(shù)，這個技術(shù)不光使壓力增加了，而且還提出了智能型的要求，有各種各樣的VCT，也就是可便攜增壓的增壓器出現(xiàn)。

　　除了兩個重要的燃油系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)以外，其它的系統(tǒng)也在逐步的改進，保障整個柴油機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。這里有兩個例子，從冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電池系統(tǒng)，也是利用各種各樣的實驗依據(jù)手段來保證這些系統(tǒng)的發(fā)展，這是我們逐漸從經(jīng)驗工程走向科學的一些例證。

　　另外一個柴油機方面的發(fā)展，就是噪聲。從2000年歐洲進入歐三時代用了電控技術(shù)，05年進入歐四時代燃油系統(tǒng)開始進入可以調(diào)整燃油噴式規(guī)律的時代以后，我們的噪聲是一步一步的完善了，這里有三個分貝數(shù)，一直從2000年走到今天已經(jīng)走了兩個數(shù)量級，相當于原來是三臺柴油機的噪聲，現(xiàn)在只有一臺柴油機的噪聲了，就是這么一個概念。

　　柴油機的技術(shù)從工程走向科學還沒有停止，實際上由于電控技術(shù)的不斷引入、不斷完善，柴油機技術(shù)還在不斷的走向高科技，大家在高科技研究里面可以發(fā)現(xiàn)很多發(fā)動機的研發(fā)機構(gòu)、開發(fā)公司，因為大家都承認這已經(jīng)成為一個高科技，大家可以看到增壓器、燃油系統(tǒng)、售后服務工具的控制，都把柴油機變成了一個智能的東西，原來曾經(jīng)是活塞、連桿、曲軸轉(zhuǎn)化可以變成一臺機器，現(xiàn)在不是了，可以把它變得越來越智能，現(xiàn)在已經(jīng)不再是一堆器械了，這也使得我們柴油技術(shù)進入了高科技時代，這沒有停止柴油機本身，還在于柴油機的系統(tǒng)。一臺車開出去以后，跟整個系統(tǒng)聯(lián)系起來，可以知道你的車開到哪里了，現(xiàn)在的油耗怎么樣，機油量是不是夠，服務信息的反饋，都可以實時的每一分鐘或者幾分鐘把信號給到總部，比如車出了問題司機不知道，結(jié)果我們的服務人員先知道了，馬上給司機打電話，說你這個車出問題了，會有安全隱患。整個柴油機就不是生產(chǎn)的東西，就已經(jīng)成為社會的一部分了。也就是說柴油機從經(jīng)驗工程逐步走向科學、走向高科技。

　　后面的路怎么走呢?第一，能源的多元化，今天由柴油機、內(nèi)燃機傳統(tǒng)的工業(yè)堵?lián)跏袌鰰饾u成為歷史，今后會出現(xiàn)各種各樣的能源形式。第二，動力的電氣化，它的明顯優(yōu)勢在于兩點：一、把污染源從人口集中的城市挪向了其它的地方，可以挪向沙漠，也可以挪向人更能忍受的地方;二、把能源的來源從完全固定在石化變到了多能源，比如太陽能、風能、水能，都是用電這個東西來轉(zhuǎn)化。所以動力的電氣化是絕對的趨勢。到10年以后2020年，傳統(tǒng)的柴油機大概還有70%的市場，到了2030年以后，也就是20年以后，那時候大家會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的技術(shù)只剩下百分之幾了。

　　混合動力這塊美國做的最多，現(xiàn)在70%的混合動力市場在美國，剛才歐洲教授也說了，電池是一塊非常重要需要突破的技術(shù)，只有電池的技術(shù)被突破，我們這一塊才有可能真正的產(chǎn)業(yè)化。昨天在討論的時候，有人提出一個1/40的概念，成本要降40倍才可以真正的產(chǎn)業(yè)化，這個數(shù)有多少可行性也很難說，但是告訴我們這里面有非常大的工作要做，需要我們技術(shù)的突破。燃料電池也是大家在攻關的東西，逐漸在走向商業(yè)化，但也逐漸被大家認識到了它的艱難性。

　　最后想說一句，康明斯在這些新的技術(shù)方面投入了非常大的力量，也在準備投入更多的力量來迎接挑戰(zhàn)，我們要做排放，但是絕對沒有意識走到這種境界，為了零排放我們走到馬車時代，昨天有人說了馬車的二氧化碳排放比汽車還要多一些，所以這不是零排放，所以我們沒有必要走回到過去的時代，今天的時代，我們要做的是和在座的同仁們一塊負起環(huán)保的責任，一塊往前走，讓明天變得更加美好。