未来,电动汽车将让内燃机不复存在?听听这位韩国顶级专家怎么说

来源:现代汽车中国  作者:收藏
2017-06-25 16:55

近来,随着‘第4次工业革命’即将到来,内燃机似乎也褪去了过去的荣耀。那么韩国柴油机开发领域的权威人士对此是怎样看待的呢?
对此,韩国柴油机开发领域的权威人士之一、现代汽车首席研究员Ji Yohan写了下面的文字,谈了谈他的看法:
Ji Yohan
 “在未来的10年、20年以后,如果电动汽车迅速扩大发展的话,那么作为汽车动力源泉的内燃机是否会继续存在呢?继2015年德国公司的尾气排放丑闻之后,被认定为造成雾霾和环境污染罪魁祸首的柴油机,对它的未来还可以有所期待吗?”
这是最近和我一起工作的同事以及后辈们提出来的问题。空前快速发展的技术速度和不同领域间的相互融合,打破了传统工业领域的界限,与电子技术相融合的尖端汽车在北美消费者的家电购物中作为热点商品受到瞩目,从这个事实来看确实是值得怀疑的。众所周知,在人类发明出的可谓最复杂的围棋游戏中,人类最顶尖的围棋高手也被誉为第4次工业革命核心技术的人工智能超越了。但是这种对引擎技术的不确定性和对未来的困惑仅仅是差异程度不同而已,它并不是最近突然发生的事情。石油燃料生产将达到最高点,使石油产量急剧减少以及石油价格暴涨的石油峰值(Oil Peak)理论、以前世纪就存在的化石燃料的枯竭危机、石油将成为被电力急剧替代的汽车能源等预言最终没有应验。
从现实来看, 勘探技术的发达和页岩油等的问世,被确认的可开采石油预计可以满足全世界50年以上的需求,而且每年都会发现新的与消耗量相当的油田。并且在去年全球销售的9千余万台汽车中,就有约99%的汽车使用汽油或者柴油机作为主要动力。就像‘石器时代并非因用光石头而结束’这个段子一样,石油时代也会像终结石器时代的青铜器的问世一样,在破坏性的创新技术问世之前,预计会持续相当长的一段时间。因此,对于开头的问题,我的回答是这样的:“在未来很长一段时间内,对汽车动力能源技术的开发和创新将会继续,此创新也将集中在提高汽油和柴油机等现有内燃机的效率上。通过这些创新来应对全球变暖等未来的威胁因素,并且用优秀的燃料消耗率和具有竞争力的价格为驾驶者们提供更高的价值,这是对内燃机开发者提出的课题。”
在短暂历史中也可以快速成长的现代柴油机
1991年现代汽车独自研发了名为阿尔法的引擎,首次运用1.5升DOHC涡旋发动机的模式成为了独家新闻
我是在1993年进入现代汽车集团的,进入公司之后的3年期间,负责了搭载伊兰特的1.5升Alpha DOHC发动机性能的开发工作,当时马北里研究所独自开发发动机和变速器,我们充满了想要实现独立技术的热情。研究改善性能和燃料消耗率的方案以及不断测试的这些回忆,还有随时去蔚山与工厂现场人员核实并思考问题点所度过的时光,都成为了日后对研究开发非常重要的基础。
1996年现代汽车以轿车搭载为目标决定独立开发柴油发动机,挑选出了汽油发动机开发人员组成了小组。当时作为测试负责人参与的这个事情也成为了以后20年间开发汽车柴油机的契机。我在准备柴油燃料喷射系统的博士学位论文时,虽然有机会接触柴油机和燃烧系统,但应用于当时最高科技的高速喷射柴油机(HSDI, High Speed Direct Injection)是汽油发动机无法比拟的,它具有高力矩和卓越的燃料消耗率、反应开发者意图的敏感性等,是非常有魅力的动力传动系统。
之后我负责了开发小型轿车U引擎、公司旗舰柴油机V6S引擎、搭载小型商用车的A引擎的燃烧系统和性能开发。尽管与欧洲公司相比开发历史短暂得多,但是所有的开发室工作人员都紧密团结共同努力,最终开发出了具有比竞争公司更加优秀的输出功率和燃料消耗率的柴油机。得益于此,柴油机的竞争力在重要的欧洲市场中超过了(发动机竞争力相对较弱的)日本公司,占有了更高的市场份额。同样在韩国国内市场中,在以德国品牌为中心形成的进口柴油汽车的猛烈攻势下,也能够起到了守住市场的作用。这是我的骄傲。 
研究·碰撞·改善·超越
图为现代汽车独立开发的轿车V6柴油机,与欧洲同级品牌发动机相比毫不逊色
轿车柴油机开发初期让我们最为苦恼的是与过度热情相反的经验和数据方面的不足。所以在出现问题的时候,经历了很多困难和挫折。但正是因为这些不足,使我们集中精力投入到寻找自身的解决办法之中,反而提前开发出了其他公司尚未应用的技术。燃烧噪声的开发便是其中之一。虽然现在搭载柴油机的汽车中利用适当的吸附、隔音以及映射达到了不亚于汽油水平的噪音水准,但是在当时,燃烧噪声在柴油汽车商品性开发过程中是被时常提出的事项。特别是小型轿车搭载U引擎时发生的噪音问题至今仍令我记忆犹新。2004年应用共轨系统的大部分柴油机都采用了在主燃料喷射之前,将少量燃料一次喷射的Single Pilot喷射战略,但只依靠这个无法完全解决燃烧噪声的问题,所以我们对Pilot运用2次喷射的可能性进行了研究。我们咨询了欧洲的许多服务公司和配件企业,到那时为止尚没有应用实例,所以得到了在柴油喷嘴的可信性和控制燃料量方面具有很大难度的否定回复。但那是燃烧噪声问题不得不改善的紧迫状况,抱着再难也要尝试的想法和同事们一起肩并肩作战,试验的结果便是领先于竞争公司将Double Pilot喷射战略应用于量产,做到了改善燃料噪声。
在应对柴油机排放物控制标准上,技术方面也是一个很大的挑战。2001年最早独立量产柴油机时,最强烈的欧洲市场排放物限制规定虽然当时只是欧3标准,但在那之后约5年为一个周期,对氮氧化合物和颗粒物的限制规定每次加强约2倍的力度,直到现在适用的欧6标准。在欧4、5、6标准每次加强时,虽然有很多苦恼,但多亏了这所有的努力,使我们维持了柴油机固有的优秀燃料消耗率和原价竞争力的同时,找到了技术上的解决办法。在这个过程中,技术开发的速度比我们想象的更快,我相信即使是更具挑战性的课题,只要集中精力用心投入的话,都会找到技术上的解决办法。
将重新找回动力系声望的柴油机
此图是现代汽车开发的R系列柴油发动机
自从2015年德国公司的尾气排放丑闻之后,公众的注意力就被集中在了对柴油机的限制规定上,对柴油机的未来持消极态度也成为了事实。但是DPF(Diesel Particulate Filter, 柴油机微粒捕集器)和 SCR(Selective Catalyst Reduction, 选择性催化还原)等清洁尾气排放技术已经被开发出来。如果运用这些技术改善消费者认识,我相信柴油机能够作为以应对温室气体和燃料消耗率限制规定的核心动力系重新找回声望。
美国文理科学院(Academy of Arts and Sciences)的会员艾伦·凯(Alan Kay)曾说过这样一句话,‘预测未来最好的方法就是创造它(The best way to predict future is to create it)’。生活在史无前例的技术创新与融合时代中的我们也应该思考一下了,今后拥有的未来,正是现在这些人的努力和献身使灵感变得具体化,动力系和汽车的未来也是由每位现代汽车研究员的努力和洞察力创造出的成果。带着具有挑战性的目标开辟新的道路,如果不畏惧这份辛苦的话,相信在不久的将来,现代汽车将有希望成为世界顶尖的汽车公司。我想用最喜欢的一句话来结束今天的谈话。
 “无法预测未来10年后顾客想要哪种商品,它是由可以给出可行答案的工程师们的能力决定的(There is no way that can predict what the customer will want 10 years from now. It is up to the engineers to find what is possible)。”_ Ferdinand Piech(大众集团前董事长)
Ji Yohan在韩国国内被称为轿车柴油机领域的最高权威人士。1993年进入现代汽车公司后,在2009年成为研究员,在2014年被提拔为首席研究员且正致力于研究工作。在2011年还曾获得韩国工学翰林院授予的年轻工学人奖。目前担任现代汽车研究开发本部负责动力系的轿车柴油机研究实验室的负责人。
(原标题:内燃机的未来和研究者的使命)
责任编辑:kxb

 

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