彭立新（美國康明斯公司）：各位發(fā)動(dòng)機(jī)界的前輩、各位同行，大家早上好。非常榮幸今天有這個(gè)機(jī)會(huì)在這里在排放，怎樣應(yīng)對發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的推進(jìn)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(shí)候，當(dāng)時(shí)我不在美國，我聽說當(dāng)時(shí)三大公司聯(lián)手極力反對，一個(gè)理由是這個(gè)法規(guī)控制太嚴(yán)，如果實(shí)行這個(gè)法規(guī)對發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗、性能損害太大，另外一個(gè)理由是實(shí)行這個(gè)法規(guī)的成本過高。以這兩大理由阻止，當(dāng)時(shí)美國環(huán)保部進(jìn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的控制，到今天當(dāng)時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)和今天的排放標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)楸咎锕咀龀隽说谝慌_滿足當(dāng)時(shí)排放的車送到美國。這個(gè)歷史也是很像今天有些的說法和做法。
霧霾是一個(gè)新名詞，在美國、在中國都成為了一個(gè)影響大家正常生活的一塊，還有一個(gè)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，這張圖顯示的是現(xiàn)在正在實(shí)行的體系的情況。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(jī)最重要控制的一個(gè)是顆粒，一個(gè)是氮氧化物，這兩個(gè)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(kuò)大這個(gè)市場。
我們是怎么做到的呢？從柴油機(jī)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(jìn)也好，這時(shí)直噴式柴油機(jī)形成我們的一個(gè)新技術(shù)，然后逐漸到電噴，這張圖縱坐標(biāo)是深功率，可以看出90年是一個(gè)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(gè)非常大的轉(zhuǎn)變，有兩大因素，一個(gè)就是直噴技術(shù)，第二個(gè)就是電控技術(shù)。在這個(gè)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(gè)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(jī)技術(shù)也從經(jīng)驗(yàn)工程逐步走向科學(xué)。在20年前或者30年前我們對柴油機(jī)的認(rèn)識非常淺薄，把油送進(jìn)去，活塞往下行把空氣吸進(jìn)去以后進(jìn)行一定的混合給我們提供能量，這是我們一個(gè)經(jīng)驗(yàn)工程可以認(rèn)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(rèn)識，我們可以把一個(gè)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(gè)變化范圍內(nèi)每一個(gè)過程都有清晰的認(rèn)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(gè)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(huì)增加氮氧化物的生成，這使得我們過去在一段時(shí)間里面有點(diǎn)束手無策。有人說當(dāng)油到柴油機(jī)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(shí)際上不是這么回事，這張圖很清楚，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(shí)現(xiàn)氮氧化物和顆粒的同步下降，有了這樣的認(rèn)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(jī)的排放能夠走到今天。
在柴油機(jī)走到今天的同時(shí)，我們對柴油機(jī)內(nèi)部有了非常清晰的認(rèn)識，有了很多手段，HCI就是一個(gè)例子，雖然HCI還不是非常成熟，但是它在內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的“技術(shù)”這兩個(gè)字上面是完全嶄新的一個(gè)思路，給我們提出了我們應(yīng)該追求的方向。同樣是在這樣一些技術(shù)引導(dǎo)下，我們逐步搞清楚顆粒和燃油參數(shù)之間的關(guān)系，我們逐步搞清楚氮氧化物、廢氣之間的關(guān)系，搞清楚顆粒跟壓力之間的關(guān)系，正是這樣一些東西，使得我們剛才說的發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)技術(shù)逐步走向科學(xué)。
這里面硬件主要有兩大塊，一個(gè)是燃油系統(tǒng)，一個(gè)是變壓系統(tǒng)，對于一個(gè)柴油機(jī)來說需要兩個(gè)東西，油和氣。20年來燃油系統(tǒng)一直引導(dǎo)著柴油技術(shù)一步步走向今天，這是康明斯幾代燃油技術(shù)的歷史回顧圖，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(gè)拐點(diǎn)，一個(gè)拐點(diǎn)是80年代，第二個(gè)拐點(diǎn)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(jìn)一步的說明，正是排放法規(guī)的要求驅(qū)動(dòng)、推進(jìn)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(xì)化，每年的時(shí)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(jì)大小在逐年下降，嘴數(shù)也在逐漸增多，現(xiàn)在一個(gè)嘴8個(gè)孔，每個(gè)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(jìn)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(jìn)，沒有氣方面的補(bǔ)充也是不可能完全燃油機(jī)技術(shù)進(jìn)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(gè)參數(shù)的拐點(diǎn)所在，在這樣一個(gè)排放推動(dòng)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(jìn)更多的油，允許我們達(dá)到更高的要求。噴油機(jī)也有各種各樣的技術(shù)，這個(gè)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(gè)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(jìn)，保障整個(gè)柴油機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。這里有兩個(gè)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(shí)驗(yàn)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(yàn)工程走向科學(xué)的一些例證。
另外一個(gè)柴油機(jī)方面的發(fā)展，就是噪聲。從2000年歐洲進(jìn)入歐三時(shí)代用了電控技術(shù)，05年進(jìn)入歐四時(shí)代燃油系統(tǒng)開始進(jìn)入可以調(diào)整燃油噴式規(guī)律的時(shí)代以后，我們的噪聲是一步一步的完善了，這里有三個(gè)分貝數(shù)，一直從2000年走到今天已經(jīng)走了兩個(gè)數(shù)量級，相當(dāng)于原來是三臺柴油機(jī)的噪聲，現(xiàn)在只有一臺柴油機(jī)的噪聲了，就是這么一個(gè)概念。
柴油機(jī)的技術(shù)從工程走向科學(xué)還沒有停止，實(shí)際上由于電控技術(shù)的不斷引入、不斷完善，柴油機(jī)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(dòng)機(jī)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、開發(fā)公司，因?yàn)榇蠹叶汲姓J(rèn)這已經(jīng)成為一個(gè)高科技，大家可以看到增壓器、燃油系統(tǒng)、售后服務(wù)工具的控制，都把柴油機(jī)變成了一個(gè)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(jī)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(jìn)入了高科技時(shí)代，這沒有停止柴油機(jī)本身，還在于柴油機(jī)的系統(tǒng)。一臺車開出去以后，跟整個(gè)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(jī)油量是不是夠，服務(wù)信息的反饋，都可以實(shí)時(shí)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(jī)不知道，結(jié)果我們的服務(wù)人員先知道了，馬上給司機(jī)打電話，說你這個(gè)車出問題了，會(huì)有安全隱患。整個(gè)柴油機(jī)就不是生產(chǎn)的東西，就已經(jīng)成為社會(huì)的一部分了。也就是說柴油機(jī)從經(jīng)驗(yàn)工程逐步走向科學(xué)、走向高科技。
后面的路怎么走呢？這是國家信息中心畫的一張圖，這張圖有多少可靠性暫不說，但它的趨勢我是認(rèn)同的，這里面有幾點(diǎn)。第一，能源的多元化，今天由柴油機(jī)、內(nèi)燃機(jī)傳統(tǒng)的工業(yè)堵?lián)跏袌鰰?huì)逐漸成為歷史，今后會(huì)出現(xiàn)各種各樣的能源形式。第二，動(dòng)力的電氣化，它的明顯優(yōu)勢在于兩點(diǎn)：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(fēng)能、水能，都是用電這個(gè)東西來轉(zhuǎn)化。所以動(dòng)力的電氣化是絕對的趨勢。這張圖很有意思，到10年以后2020年，傳統(tǒng)的柴油機(jī)大概還有70%的市場，到了2030年以后，也就是20年以后，那時(shí)候大家會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的技術(shù)只剩下百分之幾了。
混合動(dòng)力這塊美國做的最多，現(xiàn)在70%的混合動(dòng)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(shí)候，有人提出一個(gè)1/40的概念，成本要降40倍才可以真正的產(chǎn)業(yè)化，這個(gè)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(guān)的東西，逐漸在走向商業(yè)化，但也逐漸被大家認(rèn)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(zhǔn)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(shí)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(shí)代，今天的時(shí)代，我們要做的是和在座的同仁們一塊負(fù)起環(huán)保的責(zé)任，一塊往前走，讓明天變得更加美好。
