欧七排放标准,算是完美诠释了什么叫高高举起、轻轻落下。曾经信誓旦旦的史上最严,将催生双三元催化剂,以及更大尺寸GPF等排气管科学落地。眼下各种颗粒物、温室气体排放尺度,大部分都缩回末代欧六的水平。不过,由于欧七保留了对轮胎磨损与刹车颗粒物排放的限制,所以从创新角度来说,它依旧算是“史上最严排放标准”。招牌有了,车企大佬们也被安抚了,这下算是普天同庆?
最强内燃机,与欧七一起落地
前面也聊到了,核心内燃机排放方面,欧七这波并没有冒进。换来的结果是,欧七排放标准大概率将会在明年7月份正式落地。毕竟名义上,“2035年禁燃”的达摩克利斯之剑还悬着。欧七如果在反复拉锯中无法落地,其执行时间与所谓禁燃时间表之间的窗口期,就太短了。总之,理论上欧七给内燃机至少留下了一代的时间。但在新排放标准没有实质性的大尺度升级情况下,车企们会选择摆烂,以在最后十余年的时间,崛起最大化的利润吗?
答案恐怕是否定的,这倒不是说动辄百年的车企们,节操在线。而是排放法规还是有作用的。以欧七为例,虽然绝大部分涉及颗粒物排放的标准,与现行的欧六标准无异。但在一氧化碳排放标准上,则是直接砍半。以内燃机的工作方式来看,限制一氧化碳只能在燃烧充分程度这个问题上想办法。GPF基本只影响颗粒物,三元催化剂虽然包括转化一氧化碳的工作,但一次性砍半的幅度,从技术上看,或许还不如升级发动机来的方便。
因为升级之后的欧七排放标准,在一氧化碳部分已经看齐国六B。考虑到包括大众、丰田等全球车企大佬,都在切换国六B时,在排气管问题上栽过跟头。在欧七基本被敲定之后,下一代内燃机追求更高的燃烧效率,已经是板上钉钉的事。不过由于国六B的颗粒物、氮氧化物等排放要求比欧七还要严格。所以至少在国行版本上,还是要在GPF、三元催化剂等排气管科学上下更多功夫。
回到欧七与国六B共同需要面对的技术话题上来。想让内燃机的燃烧更充分,基本可以分为带电和不带电两个方向。从不带电的角度来说,更大的喷油压力、可变截面涡轮,以及燃油分层燃烧等等,属于技术代表。其中,前两者基本就是点名第五代大众EA888了。从现在曝光的情况来看,新发动机预计将采用500Bar的高压直喷,以及VTG可变截面涡轮技术。至于燃油分层燃烧,换个表述,即稀薄燃烧或者预燃烧。与高压直喷和VTG不同,无论哪种分层燃烧技术,市场应用都相对较少。比如玛莎拉蒂的海神发动机,马自达的压燃发动机等等。造成这一现象的原因或许是,机械层面卷到这个地步,那不如直接用电?
倒不是说直接用电动机取代发动机,而是在内燃机上,采用更多电气化设备,提升效率。比如将内燃机全部的机械结构都改为电控,诸如电控机油泵、电动涡轮、电子气门无极调节等等。奔驰与奥迪在以上电控技术的内燃机应用上,属于走在前列的品牌。相较各种机械层面的优化,更纯粹的电控零部件可以更精密地调配内燃机的呼吸,并节省机械能损失。不过,要做到这点,需要更苛刻的计算。以及更高的模块化制造水平,以摊薄高昂的零部件成本。最后,就是车辆本身必须带电。至少需要符合48V轻混的标准,才能负担如此多的电控设备。
欧七以后,再无纯燃油廉价车?
以上聊到的内燃机进化思路,无一例外,都需要额外的成本支持。即便发动机也在流行模块化生产,即便更宽泛的受众面可以进一步摊薄成本。但对于更多廉价车型而言,或者明确来说,就是普通A级以及更低定位的车型;或以排量来说,即2.0L以内,也是很难享受到这份技术迭代了。以大众第五代EA888发动机,与已经落地的EA211 1.5T发动机为例。后者的燃油直喷压力,或将被最终锁定在350Bar。而这仅相当于成熟期的第三代EA888的水平。
即便如此,大众全新的1.5T发动机,在国内依旧需要至少加注95号汽油。这就是先进技术与市场之间的悖论缩影。更多的技术下放,会导致在购买与使用端,都给用户带来更大的经济压力。VTG涡轮,与米勒循环的兼容,就是在经济性与实用性之间的纠葛体现。但如果排放标准再向前一步,小排量经济型发动机还能往哪个方向走呢?很显然,再无法承载更多技术投入的情况下,必然朝着更高效率的方向妥协。而这个方向的极致,就是增程器。
回到技术层面,在内燃机变得更注重效率的同时,其低扭能力就一定会变得更拉胯。电机毫无疑问将填补这一空间,但问题是,用什么身份填补?在油与电的配比中,如果内燃机还想占据主导地位,那么48V轻混和HEV就成为主流选项。事实上,前面多次提到的大众,在所谓末代燃油车产品中,就有大范围上马48V轻混的计划。
可为什么在奔驰、宝马,甚至是大众集团旗下的奥迪品牌中,都已经很常见的48V轻混,在大众品牌这里推进的相对缓慢?答案或许在于,内燃机占据主导地位,但未必挑得起大梁。具体来看,48V轻混系统完全保留了内燃机与变速箱结构,电气化结构属于完全新增,这也就意味着成本增加。在此基础上,车企更愿意看到原本负担A级车的排量,可以挑起驱动B级车的重任,又或者是在原本的排量上进行削减。
可48V轻混系统下的电机输出,无论能力还是持久性都是有限的。这就导致油与电的配比容易失衡。比较保守的解题方案,要么增加电池容量,使其成为P2结构插混,通过大电池“无限延缓”临界点的到来。要么保持甚至增加内燃机功率,使其性能足够为整套混动系统兜底。后者的代表作便是丰田那套2.4T混合动力,大马力内燃机配小电池的P2构架,也是够脑洞大开。
但这种性能冗余显然不适合经济型产品。在日系品牌基本手握无变速箱的功率分流、串并联、串联结构的广义混合动力技术的情况下。欧洲车企如果不选择像美系车那样,选择打不过就加入。就只能继续寄希望于在P2构架的基础上,一方面通过保留机械变速箱的技术优势,缩小对电机功率的依赖;另一方面寄希望于系统的批量化生产,能够摊薄整体制造成本。
如果坚持长期主义视角来看,欧洲车企这种技术思路,在小排量发动机方面,终究会朝着PHEV甚至是REEV方向发展。但发展PHEV,又是一个需要当地政策扶持的选择。至少在当下,欧洲人在电气化的选择题中,更多还是选择EV和HEV。至于REEV就更难了,让内燃机低头打辅助,似乎已经不是一个技术性问题。与其在违背祖宗的事情上来回横跳,他们似乎更愿意期待合成燃料的最终落地。如果能够解决“烧什么”这个问题,小排量发动机作为驱动单元的身份,当然还是可以续命的。但合成燃料到底能覆盖除了欧洲以外多大的市场,就是另一个问题了。
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