国5升国6，换个排气就完事了？
来源：玩车教授新浪新闻国6对汽车行业的影响远比想象的大，不论销量还是价格，都出现了较大的波动。随着全国三分之二的地区正式实施新排放标准，经销商总算是松了一口气，本以为国6会从此淡出人们的视线，没想到升级国6后，油耗和动力上的争议又来了。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/260/w1127h733/20190806/2bdd-iatixpm9415899.png国5升级国6，需要做哪些事情？汽车厂商如何克服排放限制带来的不良影响？带着这些问题，教授来到了上汽乘用车公司技术中心，作为国内首屈一指的汽车集团，上汽是如何升级发动机积极应对国6？在得到答案之前,我们先了解一下国6真正的变化!https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/8105-iatixpm9415595.jpg关于国6的文章，或许大家已经看过无数遍，国5升国6排放限值的确更严！这个可以看做分数线更高，但是国6的变化不仅仅如此，除了分数线变了，国6的考试方法也变了。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/132/w1080h652/20190806/c0d1-iatixpm9415612.jpg国5时期，通常采用NEDC循环测油耗，我们看到的工信部油耗就是这样来的。NEDC难度比较低，为什么这么说呢？因为测试方法无非就是缓慢加速让发动机低负荷运转，这样就避开了费油的工况，同样尾气污染物更少。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/97/w570h327/20190806/094a-iatixpm9415725.png国6到来后，NEDC就作废了，取而代之的是WLTC，这又是什么东西？WLTC与NEDC都是测试油耗和排放的方法，不同的是，WLTC不是傻瓜式重复加减速,而是各种车速都测，更令厂商难受的是，以前慢慢加速，现在是急加速，油耗和排放都不好控制。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/695/w914h581/20190806/206b-iatixpm9415653.png国6带来的影响还没有结束，2020年测试方法又要变成道路测试，什么意思呢？就是直接在路上开。看到这大家估计就懵了！以前难道不是路上测？当然不是，以前都是台驾测。路测有什么不同？首先变量更大（路况），其次车辆负载更大，所以油耗和排放又要跟着变。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/3f1d-iatixpm9415733.jpg目前国6排放全部是在台驾上测，而教授恰好参观了上汽技术研发中心的排放测试实验室。排放测试其实就是把实车放在转鼓上，模拟各种行驶速度，据说转鼓最高速度接近180km/h。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/205/w1089h716/20190806/5d6a-iatixpm9415680.png试验车一边跑一边收集尾气，尾气采集过程与想象的不太一样，从试验车排气口采集的尾气，并不是直接传输给检测设备，而是经过另一个设备与冷空气混合，这么做的原因是为了保护检测设备，因为尾气温度高达200℃！https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/177/w1080h697/20190806/ecfe-iatixpm9415662.png出于好奇，教授打听了一下这套设备的价格，测试工程师称，整车排放测试设备售价1000多万（不敢说话），若要把整个尾气测试设备算到一起得有2000万。眼尖的粉丝应该看到了，没错设备是AVL做的。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/60ef-iatixpm9415901.jpg大家可能知道，国6尾气处理成本更高，但是到底高在哪呢？这次教授实地打探了一番，下面这张图就是国6发动机的催化器。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/267/w1126h741/20190806/8d6d-iatixpm9415648.png与国5不同的是，国6不仅有三元催化器，还有颗粒物捕捉器。尾气先经过三元催化器，然后再进入颗粒物捕捉器。这套尾气处理设备成本比国5高出1000-1500元。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/248/w1109h739/20190806/3795-iatixpm9415671.png（左边为三元催化器，右边为颗粒物捕捉器）颗粒物捕捉器在柴油发动机上常见，为了应对更严苛的颗粒物排放，汽油发动机也相继开始采用颗粒物捕捉器。它的原理并不复杂，尾气流经捕捉器内部过滤，颗粒物会吸附在内部，当颗粒物达到一定程度就通过高温将颗粒物烧掉。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/773/w951h622/20190806/1042-iatixpm9415628.png通过两个尾气实验样品可以看到，经过颗粒物捕捉器处理后的尾气很干净（左边）。当然颗粒物捕捉器也有不足，它会增加排气背压，上汽的国6发动机取消了UFC（底盘式催化剂），实际上排气背压控制的很好（背压高会影响动力）。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/794/w942h652/20190806/7d58-iatixpm9415681.png颗粒物捕捉器研发上也有个小插曲，虽然很多供应商生产这种东西，但是针对国6汽油发动机的捕捉器基本没有，因此上汽只能联合国内的企业一起开发，听说研发这个东西走了不少弯路，也花了很多钱，所以这算是国6排放的隐形成本。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/212/w1073h739/20190806/9feb-iatixpm9415637.png（左边为国5，右边为国6）前面看到的是尾气处理部分，实际上国6对燃油供给系统也有要求，比如汽油在油箱内的蒸发量（48小时）和加油时汽油蒸发产生的污染。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/199/w1077h722/20190806/dc01-iatixpm9415647.png以往的国5车型，燃油滤清器都布置在油箱外面，但是管路连接总会有泄漏，所以国6就把燃油滤清器集成在油泵内。另外燃油泵的密封材料也有改进，因此汽油蒸汽泄漏量更少。另外油箱材料也有所升级，目的也是为了减少汽油蒸发泄漏。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/194/w1063h731/20190806/843c-iatixpm9415641.png汽油车都配有碳罐，但是国6的碳罐由被动式变成主动式，简单的说就是主动去吸附汽油蒸气，比如加油的时候。从图片可以看到，国6的碳罐比国5大了一圈。教授打听到的信息是，国6燃油供给系统上的油泵和碳罐，成本是国5的两倍。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/3299-iatixpm9415605.jpg不少人抱怨说，国6油耗增加动力变差了，其实这并不是绝对！只要技术过关，油耗和动力并不一定是矛盾体。上汽的国6发动机就是一个很好的例子，如何做到油耗和动力的兼顾，我们一个一个来讲。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/799/w493h306/20190806/20dd-iatixpm9415622.png(图片非上汽蓝芯 SGE 1.5T Plus 发动机 )国6发动机降低油耗的办法有很多，比如350Bar喷油系统，更高的喷油压力可以使汽油雾化效果更好，再配合多次喷油，使燃烧更加充分（干净）。上汽的国6发动机通过优化喷油和燃烧，从源头减少了污染物产生，同样也减少了一部分燃油消耗。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/63/w529h334/20190806/dc15-iatixpm9415629.png值得注意的是，上汽的国6发动机（蓝芯 SGE 1.5T Plus）采用了米勒循环（日系车叫阿特金森循环）。米勒循环有三个优点，一是做功行程更长（提高了动力转化率），二是减少了泵气损失，三是增加了压缩比（提高至11.5）。当然米勒循环也有缺点，动力性能会下降，所以在高负荷情况下发动机又会切换成奥托循环（米勒加奥托循环）。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/559/w1307h852/20190806/0ef8-iatixpm9415638.jpg由于WLTC循环测试要求的速度更高，所以国6发动机测试的负载变大，上汽的办法是换用低惯量涡轮增压器，并且采用电控泄压阀（动力响应提高）。由于采用了米勒循环，所以VVT（气门正时控制）响应速度更快。通过各方面的优化，上汽国6发动机的动力性能实际上比国5更好。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/f4b9-iatixpm9415608.jpg说了一大堆技术，我想大家都看腻了，所以教授留了一个彩蛋。这次参观上汽技术研发中心，教授特意与研发中心副主任以及研发副总工程师进行了交流。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/52/w981h671/20190806/aa3b-iatixpm9415692.png上个月，双积分政策调整引起了很大关注，其中“低油耗车型”格外引人瞩目，为了鼓励低油耗车型发展（混合动力或高效率发动机），工信部给予新能源车20%的考核奖励（意思就是只要生产2成纯电动车就达标）。上汽怎么看待低油耗车，这方面有什么技术布局？https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/533/w800h533/20190806/d9c4-iatixpm9415619.jpg研发中心副主任龚伟国对“双积分”了解很深，他说道：上汽一直有蓝芯和绿芯两种动力，蓝芯就是普通发动机，绿芯是指混合动力或新能源。目前行业前沿的技术“可变压缩比”以及“稀薄燃烧”都在研发中，其中可变压缩比发动机已经在路试。2022年，上汽第四代发动机热效率将会达到40%（增压）。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/264/w1123h741/20190806/c0d7-iatixpm9415715.png教授又向研发副总工程师问到，日系车普遍是采用双喷射技术，所以没有使用颗粒物捕捉器，上汽的这种技术方案是出于成本的考量还是有其它原因？https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/533/w800h533/20190806/3034-iatixpm9415618.jpg研发副总工程师仇杰说道：采用颗粒物捕捉器是基于目前的情况决定的，由于国产车尺寸普遍更大（重量大），因此发动机的负荷更高，发动机喷油经常要加浓，因此配备颗粒物捕捉器更加周全。另外上汽的1.5L自然吸气发动机就不需要这个东西，未来采用500Bar的喷油系统后，也不需要颗粒物捕捉器，尾气处理方案比较复杂。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/165/w1064h701/20190806/7a4d-iatixpm9415696.png副总工程师又说道：上汽所有国6车型都在天津进行过16万公里道路测试，实际上尾气处理系统具有20万公里的耐久性 ，这么做就是为了降低用户的使用成本。https://n.sinaimg.cn/sinacn20190806ac/507/w1080h227/20190806/1ff4-iatixpm9415616.jpg相比之前的产品，上汽国6发动机有两部分升级，首先优化发动机自身的燃烧，减少尾气污染，例如喷油精度和喷油策略，其次是升级尾气处理系统和燃油供给系统，从后端减少和阻断污染物。在上汽看来，油耗与动力并不矛盾，蓝芯 SGE 1.5T Plus 发动机，通过米勒和奥托循环切换，实现了油耗和动力性能兼顾。上汽的技术实力有目共睹，教授也非常期待第四代发动机的到来。
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