文|姚春德

編輯|張凌霄

編者按

在國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了最近幾年的高速發(fā)展，“禁燃”呼聲不斷。還沒(méi)有厘清有多少消費(fèi)者真正愿意為電動(dòng)車(chē)買(mǎi)單時(shí)，傳統(tǒng)車(chē)企已經(jīng)不愿在燃油車(chē)上多花一分錢(qián)：揮刀砍向了新一代內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)。

新能源車(chē)企的大佬“想不明白這是多懷舊才會(huì)買(mǎi)油車(chē)”。傳統(tǒng)車(chē)企掌門(mén)人公開(kāi)呼吁“將停售燃油車(chē)提上日程”。與此同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)被比作“功能機(jī)”、“諾基亞”等代表過(guò)時(shí)與落后的標(biāo)簽：“殺死”燃油車(chē)，ALL in 電動(dòng)化，似乎正演變?yōu)橐粓?chǎng)“政治正確”。

誠(chéng)然，新能源汽車(chē)滲透率的不斷提高，與傳統(tǒng)燃油車(chē)形成了此消彼長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。但不容忽視的是，在龐大的保有量面前，燃油車(chē)仍是大部分車(chē)企的利潤(rùn)來(lái)源。尤其是在關(guān)鍵原材料價(jià)格高企，新能源汽車(chē)補(bǔ)貼進(jìn)入倒計(jì)時(shí)的當(dāng)下，中國(guó)市場(chǎng)真的做好“禁燃”的準(zhǔn)備了嗎？

車(chē)市物語(yǔ)特邀天津大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師姚春德執(zhí)筆，以40年內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域從業(yè)者的視角出發(fā)，梳理電動(dòng)車(chē)與燃油車(chē)的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)。他認(rèn)為，燃油車(chē)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)不會(huì)消亡，電動(dòng)化反而賦予了內(nèi)燃機(jī)新的生命力。何時(shí)敲響燃油車(chē)的喪鐘，應(yīng)該由市場(chǎng)的選擇來(lái)決定。

今年1-10月份以來(lái)，電動(dòng)車(chē)和插電混動(dòng)等一眾標(biāo)上新能源稱(chēng)號(hào)的車(chē)輛快速發(fā)展。有數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)乘用車(chē)市場(chǎng)的新能源滲透率已經(jīng)超過(guò)20%。新能源汽車(chē)“來(lái)勢(shì)洶洶”，有越來(lái)越多的車(chē)企站出來(lái)表態(tài)：要在某某年停售燃油車(chē)，先是比亞迪，后有長(zhǎng)安和奇瑞，最近看到東風(fēng)風(fēng)行也喊出了口號(hào)...一時(shí)間讓人感到燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)似乎已經(jīng)到了窮途末路。

作為一個(gè)在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域研究了40年的人，本人對(duì)此現(xiàn)象感到既可笑又可悲。在全球汽車(chē)市場(chǎng)，燃油車(chē)依然占據(jù)主導(dǎo)地位，擁有龐大的用戶基數(shù)。且電動(dòng)車(chē)本身仍然有瓶頸沒(méi)有克服，想全面取代燃油車(chē)尚無(wú)可期之日，短期內(nèi)就更談不上了。以下就燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展談?wù)勎易约旱目捶ā?/p>

燃油車(chē)的出現(xiàn)和發(fā)展是市場(chǎng)的選擇

如今全球汽車(chē)保有量超過(guò)12億輛，國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量超3億輛，主要就是燃油車(chē)。燃油車(chē)能擁有如此巨大的保有量并非偶然，而是用戶與市場(chǎng)選擇的結(jié)果。燃油車(chē)問(wèn)世以后，因其動(dòng)力性強(qiáng)，熱效率高，很快便在市場(chǎng)上脫穎而出，擊敗了當(dāng)時(shí)與其同在的畜力車(chē)、鉛酸電動(dòng)車(chē)，成為動(dòng)力領(lǐng)域的一枝獨(dú)秀。

當(dāng)然，燃油車(chē)也存在一定的不足，首先是燃料的可持續(xù)性。汽油和柴油都是來(lái)自石油，而對(duì)于我國(guó)能源資源“缺油、少氣、相對(duì)富煤”的情況而言，石油從1993年就需要進(jìn)口了。近幾年我國(guó)的石油進(jìn)口量占需求量70%，對(duì)進(jìn)口石油如此高的依賴必然對(duì)能源安全帶來(lái)很大的壓力。

二是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放。燃油車(chē)通過(guò)將燃料燃燒，釋放其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓髮⒃摕崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)輸出。燃油都是多碳烴類(lèi)組成，一般汽油4-8個(gè)碳和氫原子組成，柴油則為10-22碳和氫原子組成。烴類(lèi)燃料燃燒后的尾氣會(huì)有一定未完全燒盡的成分如一氧化碳（CO）和未燃碳?xì)洌℉C）排出。另外。燃油燃燒需要空氣助燃，而空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成。氧氣是參與燃燒的，氮?dú)怆m不參與燃燒但會(huì)在高溫下和氧氣通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)氮氧化物（即NOx）。CO、HC、NOx就是汽油機(jī)常說(shuō)的有害氣體，柴油機(jī)的尾氣中除以上成分外，還會(huì)含有細(xì)小的顆粒物（PM）。排氣中含有有害成分也構(gòu)成燃油發(fā)動(dòng)機(jī)重要不足。

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，尋求燃油的替代物以及將尾氣中有害物質(zhì)降至最低以至于到零排放，便成為今天燃油車(chē)面臨的挑戰(zhàn)。于是，我們看到，燃油車(chē)一直在不斷改進(jìn)中。

事實(shí)上，燃油車(chē)自問(wèn)世以來(lái)，各種技術(shù)就不斷涌現(xiàn)。比如內(nèi)燃機(jī)的各種智能控制技術(shù)，如可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)，可最大程度滿足燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣要求，可變壓縮比技術(shù)、可變排量的機(jī)油泵技術(shù)、智能電子水泵技術(shù)等等。燃油噴射模式也從早先的化油器，發(fā)展到電噴，從燃油的氣口噴射到缸內(nèi)直噴，從自然吸氣發(fā)展到增壓，甚至多級(jí)增壓等等。點(diǎn)火系統(tǒng)從觸電式改為全電子控制；免維修的液壓式氣門(mén)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)；整車(chē)上的自動(dòng)巡航系統(tǒng)等等。

經(jīng)過(guò)各種先進(jìn)技術(shù)的加持，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率達(dá)到相當(dāng)高的水平。汽油機(jī)目前熱效率已經(jīng)接近45%，柴油機(jī)則超過(guò)52%。內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)加裝像三效催化轉(zhuǎn)化器以及顆粒過(guò)濾器這類(lèi)的裝置，柴油機(jī)加裝氧化催化轉(zhuǎn)化器、選擇性還原裝置和顆粒過(guò)濾器，已經(jīng)使排出的尾氣基本上無(wú)味、無(wú)害。

可以說(shuō)，內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)和電子系統(tǒng)高度集成，成為集新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝的高技術(shù)產(chǎn)品。它的智能化水平越來(lái)越高，操作起來(lái)也越來(lái)越簡(jiǎn)單。

相比電動(dòng)車(chē)，燃油車(chē)有技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)

正是因?yàn)榘俣嗄甑募夹g(shù)進(jìn)步，燃油車(chē)得到大眾的一致歡迎，使其具有的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下方面：一是使用便利。起動(dòng)快，動(dòng)力強(qiáng)勁。上得了高原，去得了高寒，一年四季不受環(huán)境條件約束。二是安全。不會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的自燃。即使因某種原因出現(xiàn)自燃，不但易逃逸事故現(xiàn)場(chǎng)，滅火起來(lái)也容易和快捷。畢竟，電動(dòng)車(chē)時(shí)不時(shí)爆出的自燃也是讓使用者冒出一身冷汗；三是燃料加注快捷和方便。加注站遍布全國(guó)，加注時(shí)間短，一般十來(lái)分鐘就完事。

相比起來(lái)，純電動(dòng)車(chē)就不具備這些特點(diǎn)。特別是到冬季寒冷天，電池性能下降，行駛里程縮短不說(shuō)，無(wú)論是充電還是換電都帶來(lái)極大的不便；四是燃油車(chē)的動(dòng)力強(qiáng)勁。與電動(dòng)車(chē)不同，燃油車(chē)只要有油，其動(dòng)力性一直不會(huì)變化，一直會(huì)提供所需要的持續(xù)不斷的動(dòng)力輸出。而電動(dòng)車(chē)只有滿電時(shí)才會(huì)提供很好的動(dòng)力輸出，一旦電量剩余不多，則立刻減低性能，給用戶使用中帶來(lái)很大的心理壓力。

電動(dòng)車(chē)之所以能取得極大的發(fā)展，在于古迪納夫發(fā)明了鋰離子電池，使電動(dòng)車(chē)從原先的鉛酸電瓶車(chē)一躍而成為今天乘用車(chē)動(dòng)力。即便如此，電池的安全性和行駛里程依然達(dá)不到用戶期望的水平，電動(dòng)車(chē)要全面取代燃油車(chē)尚無(wú)可期之日。

客觀地說(shuō)，目前電動(dòng)車(chē)和插混等列入國(guó)家新能源車(chē)范疇，享受?chē)?guó)家補(bǔ)貼、購(gòu)置稅減免、限購(gòu)地區(qū)的牌照登記豁免，生產(chǎn)企業(yè)享有雙積分等優(yōu)惠政策扶持，因此，電動(dòng)車(chē)還不能說(shuō)是真正市場(chǎng)化的產(chǎn)品。更不用說(shuō)，目前新能源車(chē)只是在乘用車(chē)領(lǐng)域得到的快速發(fā)展，像跑長(zhǎng)途的商用車(chē)、野外工作工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、發(fā)電機(jī)組、船舶動(dòng)力，燃油車(chē)的地位還是難以撼動(dòng)的。因此，只要持續(xù)不斷地技術(shù)進(jìn)步，不斷完善性能的燃油車(chē)是有其得以長(zhǎng)期存在的社會(huì)基礎(chǔ)。

混動(dòng)是最佳的匹配形式

電動(dòng)車(chē)今年的快速滲透是符合國(guó)家的能源政策。我國(guó)因?yàn)樽陨淼氖唾Y源不敷自用，過(guò)高的石油進(jìn)口產(chǎn)生的高對(duì)外依存度，給能源安全帶來(lái)較大的壓力。電動(dòng)車(chē)的快速發(fā)展，對(duì)于減少燃油消耗的確發(fā)揮重要作用。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)的汽車(chē)保有量逐年增加，但是每年的汽油消耗非但不增反而減少，已經(jīng)爬過(guò)了最高點(diǎn)。這里除了有先進(jìn)的技術(shù)加持的作用，電動(dòng)車(chē)的貢獻(xiàn)也顯而易見(jiàn)。燃油車(chē)的技術(shù)發(fā)展正在和每年增加的保有量賽跑。這些年不僅發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)逐步從引進(jìn)，進(jìn)到吸收消化，再到創(chuàng)新發(fā)展，零部件產(chǎn)業(yè)也是同步在不斷進(jìn)步。可以說(shuō)，我國(guó)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)基本進(jìn)入自主發(fā)展的階段。因此，燃油車(chē)的發(fā)展是具有很好前景。

此外，燃油車(chē)之所以受到全球青睞，其主要的原因還在于液體燃料的突出優(yōu)點(diǎn)。液體燃料一是能量密度高，二是輸運(yùn)方便，三是資源豐富。雖然我國(guó)的石油資源不充足，但從全球來(lái)看，石油資源還是比較豐富的，新的油田資源不斷地發(fā)現(xiàn)，尚難以判斷石油資源何時(shí)會(huì)枯竭。盡管石油的價(jià)格不時(shí)地波動(dòng)，但是我們知道，石油價(jià)格的波動(dòng)是與國(guó)際政治密切影響的，并非完全是資源的因素。

液體燃料享有以上優(yōu)勢(shì)，因此發(fā)展非石油液體燃料也已經(jīng)成為國(guó)際熱點(diǎn)。我國(guó)政府積極開(kāi)展甲醇燃料就是一個(gè)充分的證明。國(guó)際上積極推動(dòng)可再生能源的電制燃料（e-Fuel），其實(shí)也是甲醇類(lèi)似的產(chǎn)品。采用風(fēng)、光等可再生能源產(chǎn)生的電力，用來(lái)電解水制氫，然后和二氧化碳（CO2）合成制造甲醇，目前已經(jīng)是成熟的技術(shù)。我國(guó)在甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)耕耘多年，不僅在乘用車(chē)，在商用車(chē)、船舶等領(lǐng)域都取得很大的進(jìn)展。由此可見(jiàn)，隨著新燃料的技術(shù)上發(fā)展和進(jìn)步，燃油車(chē)也可能是電制燃料車(chē)的發(fā)展前景是無(wú)比廣闊的。

從技術(shù)層面看，燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，前者是起動(dòng)快、高速時(shí)動(dòng)力澎湃，但是低速能耗高、難以回收散失的能量，構(gòu)成了燃油車(chē)的短板；后者的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低速動(dòng)力大、能量回收方便、更易網(wǎng)絡(luò)化，但其安全性、受環(huán)境因素影響構(gòu)成了短板。兩種結(jié)合則形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

近年來(lái)，混合動(dòng)力和插電混動(dòng)得到極快的發(fā)展。今年的新能源車(chē)快速增長(zhǎng)，其中很大部分在于插電混動(dòng)汽車(chē)打開(kāi)了銷(xiāo)量。插電混不僅改變了原先在混動(dòng)上由國(guó)外完全壟斷的技術(shù)之外，還自創(chuàng)了國(guó)產(chǎn)混動(dòng)車(chē)的模式。我國(guó)車(chē)企的技術(shù)人員開(kāi)辟了插電混多模式，形成了百花齊放的大好局面。插電混不僅充分吸收了混動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，而且電池的自持行駛里程長(zhǎng)，又沒(méi)有純電動(dòng)車(chē)的里程和充電憂慮。因?yàn)橛腥加蛙?chē)加持，動(dòng)力性、充電、能量回收都得到保障，做到了車(chē)輛的燃料利用效率最大化。因此，燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)的結(jié)合將會(huì)是未來(lái)車(chē)輛的發(fā)展重要模式。

總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)在車(chē)企都在講停售燃油車(chē)，停止研發(fā)燃油車(chē)技術(shù)，可實(shí)際上，他們所說(shuō)的停止研發(fā)只是單純用燃油的燃油車(chē)，廠家的產(chǎn)品依然大量應(yīng)用燃油車(chē)，比如在各種混動(dòng)和插電混中的燃油動(dòng)力。

技術(shù)發(fā)展無(wú)止境，出行方式也在變化。20年前，有多少人會(huì)想到汽車(chē)是我們的重要出行工具。今天的汽車(chē)，無(wú)論是電動(dòng)車(chē)也好，混動(dòng)車(chē)也好，抑或燃油車(chē)，都在人們的出行中發(fā)揮重要作用。

燃油車(chē)也在進(jìn)步和發(fā)展，即便是混動(dòng)車(chē)型中的燃油車(chē)也在變化，比如一些車(chē)企的混動(dòng)專(zhuān)用內(nèi)燃機(jī)，就在技術(shù)應(yīng)用上采用的新的思路。將內(nèi)燃機(jī)的附件如水泵、空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)等由原先的曲軸驅(qū)動(dòng)改為電驅(qū)動(dòng)，充分利用電池儲(chǔ)備量大的優(yōu)勢(shì)，燃油噴射由缸內(nèi)直噴改為氣口噴射，增壓改回自然吸氣?？瓷先ナ前l(fā)動(dòng)機(jī)自身結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，應(yīng)用技術(shù)上有些倒退，但是由于電池和電機(jī)的加持，整車(chē)動(dòng)力性得到保障，燃料經(jīng)濟(jì)性得到充分發(fā)揮，市場(chǎng)化得到更多的用戶支持。

有鑒于此，純?nèi)加偷娜加蛙?chē)未來(lái)還會(huì)有哪些變化，隨著技術(shù)進(jìn)步無(wú)法做出準(zhǔn)確判斷。但是有一點(diǎn)是肯定的，在可預(yù)見(jiàn)范圍內(nèi)，燃油車(chē)不會(huì)消亡，燃油車(chē)還將存在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期。內(nèi)燃機(jī)作為一種能量轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)形態(tài)是會(huì)保持下去的，當(dāng)然，今后是否還稱(chēng)為“燃油車(chē)”或是“燃什么燃料的車(chē)”就無(wú)從知曉了。