中国汽车工程学会发动机分会秘书长陈上华
陈上华：各位来宾，上午好，感谢主办单位给我一次机会在这里与国内汽车电子的同行作交流。我本人在南京汽车长期从事发动机和汽车的研发工作，对汽车电子说实话研究得不太多，更多研究的是应用。近些年来，随着电子技术在汽车上的应用，我们也和国内的各个汽车电子厂商进行了接触。但是我们感觉，各个方面交流不是太多，所以借今天的机会，跟大家介绍一下发动机我们这些年做了哪些事。今天要讲的主要是下面几个方面的内容。
我首先要介绍发动机的历史以及现在的发动机所采用的新技术，以及大家最近的排放法规和节能要求等等，发动机最大的技术革命，就是采用了发动机管理系统和OBD系统，最后是对未来的展望。
上个礼拜刚开过全国的内燃机年会，这里对这个名字做一个介绍，现在的发动机基本上都是指内燃机，汽车发动机分为汽油机和柴油机，国内生产的汽车99.99%都是内燃机做动力，其他的动力系统用得非常少。
简单回顾一个内燃机的历史，内燃机发展到今天已经有150年的历史，经历了煤气机、汽油机、以及柴油机三个发展阶段。目前汽油机和柴油机仍在发展，煤气机在50年代时候还用，现在基本上就不用了。
从1860年法国人了勒努瓦研制成功了煤气机，1876年德国人奥托发明了四行程循环的原理制成了第一台四冲程煤气机。
1883年德国人戴姆勒发明了汽油机。1893年德国人笛塞尔发明了压燃式内燃机的工作原理，1898年他又研制出以没有为燃料的压燃式内涵。
内燃机诞生到现在，经历了近150年，如今还在发展，这是世界上第一台汽油机。(展示)
我本人从事发动机应用的工作，我有一个爱好，就是对我们内燃机的作用在行业里提出了一个提法。上个礼拜在武汉开会，内燃机的理事长做了一个总结，就是内燃机从蒸汽机、电动机150年来为人类社会发展作出了巨大的贡献，改变了世界、改变了地球、改变了人的生活。18世纪末期蒸汽机的发明推动了煤炭工业和机械工业的发展，产生了第一次工业革命，19世纪中期内燃机和发动机的发明产生了第二次工业革命，20世纪末期电子技术和信息技术和清洁能源的发明也推动了一次新的的革命。
汽车是怎么来的？汽车是以装了内燃机为标志的产物。在1885年汽油机作为汽车动力运行成功，大大推动了汽车的发展。当时有不少人在做汽车的发展工作，基本的原理都是在当时马车上，把内燃机装上去，然后让它作为一个动力进行行驶。但是德国的奔驰申请了专利，在1886年1月29日这一天，作为汽车的诞生日。这是当时的第一辆汽车，有些像马车似的。
这是另外一个“戈特利布·戴姆勒的车”。只有1.1匹马力。
现在德国的奔驰也就是由他们这两个人的公司合并成立的。
从而以这些说明都说明早期的汽车发明都是从发动机起步的。
汽车的发动机一百多年的进步，拿一些具体的数字进行说明——最早在戴姆勒时代，一八一几年的时候，只有1.4KW/L。现在的自然吸气发动机升功率可达50-70KW/L，增压发动机的升功率则达到65-90KW/L以上与戴姆勒时代的发动机相比，功率提高了50-65倍。这标志着时代在飞速地进步。像我们知道的F1的赛事，限制的发动机的排放是3升，但是它的升功率可达到300马力。
在过去的一段时间，曾经认为现在的发动机、内燃机已经走入了一个“死胡同”。由于能源的短缺，石油快用完了，另外还有发动机技术有一个难以解决的问题，比如说排放等等一些问题。因此，在80年代、90年代，发展其它的一些动力系统，比如说燃汽发动机、代用燃料发动机等等。但是发动机行业本身也在采取措施在不断完善、改造自己。通过这二、三十年的改进，尤其是采用了电子控制和电动元器件以后，使得发动机现在的性能仍然处于比较先进的地位。其他的动力系统到今天，或者说最近的预计，在未来二、三十年仍然处于领先的地位，是其它动力系统无法代替的。这样一来就给我们增强了研发了信心。
现在行业内外基本上认可了这一条、发动机也好，汽车也好都是高新技术的产品。现在的发动机广范采用了包括工程塑料，包括了合金、锂等轻金属的材料，使发动机的质量都得到了很大的改善。随着时代的进步，新的技术成果使现在的发动机成为了名正言顺的“高新技术”产品。
第二步是简单介绍一下发动机采用的新技术。大家知道，安全、节能、环保是现代汽车发展的三大主题。除了这个安全之外，发动机主要还是跟环保有密切的关系。这些年，由于环保的要求大大促进了发动机的技术进步。这方面主要是有市场因素的作用，另外还有国家排放政策的影响。现在的排放标准越来越严，使得排放标准必须要跟得上国际的步伐。另外，使我们必须要研制出更节能的产品。因此提出了3升发动机的要求，前些年在德国已经研制出了3升发动机，也就是说每百公里只消耗3升柴油的发动机。这个将大大降低发动机的能耗。
对于发动机来讲，我们目前还采用了很多新技术，一个是多气门；这基本上以机械改进为主的。可扳气门正时、可变凸轮升程、杠内直喷汽油机、分层燃烧直喷汽油机(FSI)、电控EGR、电控VNT(可变喷嘴增压器)、燃烧直喷汽油机(FSI)、可变排量发动机(VDE)、均匀充气压燃发动机(HCCI)、机外净化就是包括颗粒普及器，SCR催化器等等。
这些技术使现在的发动机更加环保节能，驾驶性能更好。
现在还谈到我们称之为技术革命的叫电控燃油喷射，这里面分两种。
柴油机的电控燃油系统也有三种：电控共轨喷射系统，还是电控单体泵喷射系统。
之所以这么介绍，包括我后面所介绍，大家平时关注汽车电子，更多关注的是轿车的电子，而会忽略了大量的商用车用的柴油机的技术，这个技术目前在国内关注程度不太高。
我们采用这些技术得到了什么好处呢？前面介绍了100多年的进步。下面举的例子是以美国的一个重型柴油机的例子。30年来，它采用的技术进步所得到得好处是什么？
一个是使功率增加了1倍。这是同类发动机比不了的。
还有就是燃油耗降低50%，发动机的使用寿命延长了4倍，成本减少了70%，排放降低了90%。正因为有这么多的好处，使得现在的发动机厂还在不断努力，在发动机方面继续寻找新的技术，以得到更多的好处。
下面我要举的例子就是电子技术的贡献。现在单纯的机械方面的改进很少，大量的改进应该归功于大量技术在发动机上的应用，比如讲到了电控EGR(废气再循环)的再循环，它能有效地降低氮氧化物(NOx)，但它要求控制非常精确，这只能靠电子技术才能做到。
还有现在一些主要的汽车发动机厂用的电子控制电磁气门系统，如果能研制成功，并能取消发动机的凸轮轴及气门传动及机构，可以改变气门正时，能力大大提高发动机的性能。如果这个机构能够开发成功，我们将称之为“行业内的技术革命”。
简单讲气门正时的优点，一个是可以提高发动机功率、也可以提高低速扭矩。因此有时候发动机的设计师要经常权衡，有时会牺牲某一方面的要求。如果用这种可变的技术以后，就能够照顾各个方面，使发动机的综合性能都能相对提高。
现在日本三菱的MIVEC机构，他们现在的设计非常复杂。这是它的一个运行示意图。这个机构很复杂，控制起来很难。这是BMW公司的Valvetronice技术也一样，也是由一套庞大的复杂机构，通过电子控制实现的。这是本田的VTEC系统，它的发动机也非常复杂，我们现在行业准备研发电动气能机构。
我们介绍的第三部分是发动机管理系统。
我们认为发动机是汽车的“心脏”，发动机的电控燃油喷射技术是发动机电子技术的重点。发动机的管理系统是发动机技术的核心；车载诊断系统OBD是随着排放的要求而发展起来的。
发动机管理系统的一些所谓的定义就是一个集电子控制燃油喷射、排放控制，电子点火、起动、防盗之终端等功能于一体的高科技集成系统。
发动机管理系统对发动机各系统的精确度做了很大的贡献。
发动机管理系统是由微处理器、各种传感器、执行器组成的，这个就不详细说了。
现在国内的现状从90年代就已经在用电喷系统了，在实施欧二之前，柴油机用机械喷射的技术就可以达到欧二的水平，因此目前大部分柴油机仍然用机械喷射的系统，但是随着欧三系统马上要实施的话，欧三和欧二的最大的区别就是柴油机必须要采用发动机的管理系统，所以这项技术在国内刚刚起步。
轿车的汽油机基本上都是以国外的品牌、合资公司来生产。它采用的汽油机管理系统也是由国外生产的。柴油机不大一样，大部分的柴油机是国内自己，基本上是国内独资的。因此它的研发也是以自主研发为主。当然了，自主研发不排除很多也是采取了跟国外的知名公司合作的方式进行的。因此，给国内的电子企业进入柴油机管理系统留下了一定的空间。
现在“OBD车载诊断系统”主要的用途是：用于监控汽车的排放系统，从80年代开始发展，从第一代到现在，欧洲的柴油是第二代。第二代的“OBD的系统”改善的第一代不统一的要求。美国的汽车公司协会做了一个排放标准。这个好处就是能够随时监控汽车的排放，汽车由原来的年检，变成现在每时每刻都在检测。但是有些用户使用过程中会把“OBD”关闭掉，所以美国就发展了第三代“OBD系统”。这个第三代“OBD系统”就是有一个最大的功能就是利用“OBD”把汽车的排量信息随时发送给车辆的管理部门，如果车的排量超标，车辆的管理部门就知道，这个车排放超标了，应该到什么地方检查。
我们很多人谈到的“国三标准”会采用“OBD系统”。现在讲的不够准确，因为我们讲的“国三标准”有两个：一个是针对乘用车来讲，两吨半以下，称作九个人的；从“国三”开始就必须采用“OBD系统”，作为两吨半以上的，大量的面包车、载货汽车是从“国四”开始实施“OBD系统”。
由于“OBD系统”和发动机的管理系统是在一起，国内厂商现在面临一个比较难的问题。
最后是一个展望。最近大家都在未来汽车工业的发展做预测，刚才一些领导也介绍了汽车工业仍将快速增长，预计还有15年快速增长期。而汽车发动机的增长应该说和汽车是同步的，因为基本上每辆汽车都有一台发动机，其它的动力系统短期内比较难以代替传统的发动机。发动机的管理系统是有一个很有潜力的市场，随着排放法规的加严和节能要求的逐渐提高，新的的汽车电子技术将会不断涌现，还提供的汽车持续改进的空间，预计未来的汽车改进技术有70%将会来自于电子技术，使汽车电子还能够保持长期的高速增长的速度。
这是我们最近上周开会，机械工业部严部长做的预测，之所以把它把编出来分门别类，就是想跟大家介绍一下，我们关注汽车，还要关注汽车的分类，这里面说明了另外一个问题，一个是轿车用的主要是第三代里面有一个机动车，机动车主要指的轿车，轿车里用的多数是汽油机，但是大家不要忽略商用车，商用车在国内、现在和将来将会保持一个比较高的增长量。整个汽车的存量有570辆，商用车使用柴油机有270万辆，占40%以上，因此希望广大的汽车电子关注汽车电子产业的发展。
下面这个表是在二汽一个同行做的研究，是去年做的，这个规定很准确，只是一个窗口，但是从汽车的今年的存量570亿元，也可以推算出来，如果以一辆车以10万，总产值将超过57000亿，而汽车电子占的比例是多少呢？我们保守估计是10%就是570亿的产值。因此，市场份额还是比较大的。这也是二汽同行做的增长，预计这个增长率还是比较大的。仅做参考，因为毕竟不在这个行业里。
最后有一个期待，我们在过去的三十年，电子技术大大促进了发动机的技术进步，使发动机成为高新技术产品，期待电子工业为发动机的技术进步做出更大的贡献。谢谢大家！
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