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汽車動(dòng)力總成的發(fā)展到瓶頸了嗎？
發(fā)布時(shí)間：
2024-09-30 13:16
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當(dāng)前汽車各式各樣，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱原理五花八門，不過好多技術(shù)都是幾十年前的老技術(shù)，汽車制造商現(xiàn)在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱的改良效果微乎其微，動(dòng)力總成這方面是不是已經(jīng)無法發(fā)展了?30年前的發(fā)動(dòng)機(jī)和現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)是不是沒什么多大區(qū)別?
從純技術(shù)角度來看，傳統(tǒng)汽車動(dòng)力總成(即內(nèi)燃機(jī)+變速器)還有很大的提升空間，但是在汽車這件商品上的應(yīng)用來說，確實(shí)到了一個(gè)瓶頸，尤其當(dāng)出現(xiàn)了不同手段恐怖對(duì)手時(shí)。
蒸汽機(jī)的發(fā)展和衰落是最好的例子。
從前只有馬做動(dòng)力(畜力)的時(shí)代，提升動(dòng)力的方法是選育更優(yōu)良的品種、更科學(xué)的飼喂和訓(xùn)練方法。這樣做確實(shí)行之有效，到如今馬的血統(tǒng)和管理都是極為重要的方面，但當(dāng)工業(yè)革命到來，轟隆隆的蒸汽機(jī)無情的淘汰掉了馬。
蒸汽機(jī)經(jīng)歷了初級(jí)階段、瓦特改良和高壓蒸汽三個(gè)階段的不斷改進(jìn)后，遇到了體積、效率等問題，這就為內(nèi)燃機(jī)的崛起埋下了伏筆。隨著內(nèi)燃機(jī)在商業(yè)化方面站穩(wěn)腳跟(也就是奧拓、卡爾·奔馳、戴姆勒、邁巴赫、狄塞爾人等大家都很熟悉的故事)，蒸汽機(jī)秋風(fēng)掃落葉一樣被市場(chǎng)踢開，無論是火車、輪船還是工廠礦山等應(yīng)用場(chǎng)景，皆是如此。
蒸汽機(jī)真的發(fā)展不下去了么?當(dāng)然不是。
隨著耐高溫、高壓和密封材料的發(fā)展，蒸汽機(jī)可以朝著卡諾理論循環(huán)進(jìn)一步逼近，就像如今火力發(fā)電使用的燃?xì)?蒸汽輪機(jī)，21世紀(jì)的先進(jìn)科技讓蒸汽輪機(jī)的效率提升至60%以上(大家可以搜超超臨界火電機(jī)組)。所以，蒸汽機(jī)倒下去100年了，但隨著其他技術(shù)的發(fā)展，蒸汽機(jī)這樣的外燃機(jī)技術(shù)潛力仍然可以挖掘。
同理，內(nèi)燃機(jī)也是。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來說，過去的一百年里從化油器到單點(diǎn)電噴、多點(diǎn)電噴、缸內(nèi)直噴，從固定氣門到可變氣門正時(shí)、升程，從固定相位點(diǎn)火到電子控制，每一項(xiàng)技術(shù)的目的都是為了讓氣缸內(nèi)燃油的燃燒更精準(zhǔn)。
現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)，往理想狀況下看還有很大的提升空間。比如當(dāng)下的汽油機(jī)直噴技術(shù)，相比進(jìn)氣歧管噴射有了很大進(jìn)步，比如提高壓縮比、稀薄燃燒，但缸內(nèi)燃燒仍然很“混亂”，離我們理想的有序燃燒相差甚遠(yuǎn)，工程師要做的工作也巨大。
比如噴油時(shí)刻、噴油次數(shù)、噴油嘴形狀、噴束的形狀、貫穿深度、油滴尺寸、掃氣時(shí)間、渦流還是滾流、分層還是均質(zhì)、EGR的量....... 而我們對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放要求中碳?xì)浠?、氮氧化物的平衡、燃油效率和排放的平衡等都?huì)讓某一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)牽一發(fā)而動(dòng)全身。
所以，內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)潛力很大。
變速箱同樣，除了我們今天耳熟能詳?shù)囊砸毫ψ兙仄餍行驱X輪組為基礎(chǔ)的自動(dòng)變速器、雙離合變速器、CVT變速器等，歷史上還有很多形式奇葩的變速器。變速器的本質(zhì)是讓把狹窄的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力平順、高效的變成車輛的前進(jìn)的動(dòng)力，理想模型是CVT那樣連續(xù)可調(diào)的狀態(tài)。
假如我們未來材料科學(xué)有了某種突破，我們就能制造出能承受巨大動(dòng)力的CVT變速器，既能夠不打滑(效率高)，又能連續(xù)調(diào)節(jié)(順滑)。
所以說，純技術(shù)角度來說，傳動(dòng)動(dòng)力總成算不上瓶頸，我們穿越回十年前、二十年前、三十年前，每個(gè)時(shí)代都會(huì)覺得有瓶頸。但都隨著新技術(shù)的出現(xiàn)得到突破，我們?nèi)缃竦钠款i在以后看也許和從前沒什么區(qū)別。
但是，但是
如同蒸汽機(jī)替代了馬匹，內(nèi)燃機(jī)取代了蒸汽機(jī)一樣，內(nèi)燃機(jī)的被取代也一定不是因?yàn)榧夹g(shù)，而是成本。
我們其實(shí)不用擔(dān)心石油被挖空，但是隨著開采難度越來越大、成本越來越高，終有一天會(huì)貴到我們買不起。所有事物進(jìn)步和成本之間的關(guān)系都不是線性的，個(gè)人認(rèn)為像是反向的拋物線，越到后期、提升越難，耗費(fèi)的成本也越高。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)和變速箱技術(shù)改進(jìn)的成本越來越高時(shí)，他們的地位就岌岌可危了。
聯(lián)興
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