“雷人” 的K機
籍籍無名的恒天動力有限公司,在發動機行業投下一磅話題煙霧彈。
7月16日,恒天動力有限公司在中國汽車技術研究中心汽車工程研究院舉辦新型發動機技術展示會。來自國家有關部委、江西省有關廳局、南昌市政府和中發聯下屬汽車廠家等的100多名代表參會。這些代表們見證了“令人激動的試驗結果”,燃油消耗率、氣態排氣污染物濃度和煙度等指標的測試值均達到了“世界超前水平”。
媒體資料顯示,K機技術“世界超前”表現在:實現了冷缸燃料的充分混合和熱缸混合氣的均質燃燒,熱效率可高達5 7%;油耗在使用柴油時較現有先進發動機降低2 5%,使用汽油時下降40%;排放達到2020年歐Ⅵ標準。如果中國汽車工業全面使用K技術發動機,中國汽車年能源消耗總量同比下降近5 0%,二氧化碳的年排放總量同比下降50%以上。
其他關于K機的傳說還包括:江西力克山東、安徽等勁敵,引鳳來巢,使得這一前期投資為180億~200億元規模的項目落戶南昌,并預計于2018年實現千億銷售額、近200億元的利潤;最重要的是,K機無需使用高壓共軌,一舉突破了博世“封鎖”。
聽起來,這無疑是一椿政治經濟、技術效益、底氣人氣齊抓的買賣。K發動機為何有此等魅力?
其實K機技術源自德國META公司。“將發動機每缸四行程改變為由兩個氣缸來完成。”此前,筆者就K機工作原理咨詢業內多位技術專家后,他們判斷其應該是一款對置式活塞發動機。而當筆者向中國內燃機協會副秘書長魏安力求證時,他表示,K機并不是對置活塞發動機,甚至可以說就是一款傳統發動機。
2009年至今,魏安力秘書長曾往復中德多次,跟蹤此項目進展。他解釋,作為一項“新技術”,K機的創新在于:將2個氣缸歸為一組來實現4個行程,A氣缸進氣、混合,B氣缸做功、排氣,回避了傳統技術中曲軸夾角開合角度的限制,使燃料可以在充分的時間內實現霧化。在A 氣缸混合好的油氣,通過兩個氣缸之間的過渡腔進入B氣缸,燃燒做工,排出廢氣。
這種設計的改變,從理論上能夠達到具顛覆意義的效果,即:在傳統直列泵發動機基礎上,無需對發動機缸體做大的改變,更無需使用電控高壓共軌,便可以實現更高的燃燒效率、更低的燃油消耗、更環保的尾氣排放以及更多樣化的燃料選擇。據了解,K發動機的理論升功率可以達到100kW以上,而現在在用發動機的升功率一般為60kW左右,正努力向80kW 突破。升功率的提高,使K發動機能夠根據功率需求,組合不同數量的氣缸,滿足整車對發動機功率的要求。
魏安力秘書長表示,在做出選擇某項技術的決定前,首先要權衡利弊。K發動機顯見的好處很多:一是,可以用傳統發動機的缸體,承繼性好;二是,不需要采用電控高壓共軌,回避了共軌加工工藝這一高難度課題;三是,原理是能夠實現缸內均質燃燒,燃燒效率高,油耗低,排放好;四是,燃料多元化,可以采用汽油、柴油、天然氣、煤油、二甲醚等作為燃料;五是,由于缸內能夠實現很高的熱效率,使發動機外圍的設計簡化,比如可以不使用渦輪增壓器,等。而所有的“弊”只是在缸蓋的設計和加工方面提出了要求。
他強調,目前這一技術仍在實驗室階段,工程化已有所突破,樣機已經做出來了。 “K發動機經過了好幾輪的技術改進”,魏安力秘書長表示,“未來還需要做更多的試驗。尤其是往產業化階段發展,K發動機要解決的問題還很多,還需要做大量的工作。”
面對迫在眉睫的排放升級要求,中國企業絕對不情愿被“釘死”在博世上,中國政府也不甘見到此景出現。中國內燃機工業協會對“十二五”期間內燃機的發展方向也早有過清楚論述:“內燃機的節能要從科研開發開始貫穿產業應用始終。開展在內燃機上降低油耗和燃用替代燃料的研究和高效利用,將成為‘十二五’乃至更長時期工作的主題和核心。”
于是,一方面,受2008年席卷全球的金融危機影響,一些具有前瞻性的歐美技術項目轉向第三世界國家融資及尋找產業化機會;另一方面,中國政府相關部門也對典型技術路線之外的第四條路線表現出極大的熱情。畢竟電控高壓共軌技術被公認為是中國實現國Ⅳ以上排放最現實和最具潛力的途徑,而目前全球最成熟、市場化程度最高的電控高壓共軌產品被博世牢牢把握。如果K發動機能夠產業化,就無異于沖破了燃油噴射系統這頂緊箍咒的掣肘, 使中國汽車工業站在了未來世界發動機技術的另一個制高點上。如此美麗的景象,加上K發動機聽起來“很實在”的設計原理,也就不難理解,國家發改委會親自出面,召集六大整車廠,共同探討K發動機的未來。
不過看起來很美的K發動機仍然面臨著幾個很現實的問題:第一,一般業內研發一個新發動機平臺的周期為3年左右,從2009年至今,時間已經過去3年,有內部人士稱至今恒天動力也沒有和德國META公司正式簽定技術轉讓/購買協議,盡管樣機做出來了,可是這個技術在實際應用中的表現究竟如何,能不能通過實際應用的考驗,還是個問題;第二,國Ⅳ已經是一個近在咫尺的目標,按日程明年7月1日就要在全國施行, 恒天動力要想趕上國Ⅳ的趟,恐怕得快馬加好幾鞭,是不是能在最短的時間內研發出K機,使其正好趕上洶涌的市場需求,還是個問題;第三, 再先進的技術也要落實到制造上,未來生產K發動機的恒天動力,將怎樣生產K機、用何種方法生產,其在制造領域是否具有足夠的、充分的經驗使其滿足新的缸蓋設計和加工制造要求,使最終的產品在可靠性方面得到驗證,還是個問題;第四,7月在天津,恒天拿出了一款2升的樣機, 小排量發動機盡管量大,但附加值較低,如何在最快的時間內使投入產出得到一個恰當的比例,還是個問題。
正如所有真知灼見的業內觀察人士所表述的那樣,甭管是對K機前景持樂觀還是悲觀態度,作為一個擁有如此多“效果”的項目,最大的證據恐怕就是“產業化”。無疑,產業化是一項比科研要難得多的工作。這據一位在德國的工程師透露,提供技術的META公司成立于1992年,是一家致力于“發動機與能量技術” 的公司,現在大約有150名在職員工,業務領域包括:設計、 計算與模擬、樣件制造、測試、測試、車輛應用。不難發現,META缺乏產業化的經驗,一切恐怕都需要恒天動力一步一步從零開始摸索。