博格华纳
为商用车内燃机管理好“温度”
一一访华纳圣龙(
宁波)有限公司总经理迟丹丹
〇本刊记者肖献法I文
BorgWarner: Managing "Temperature" of Commercial Vehicle Internal Combustion Engine—interview with Ms. Chi Dandan, General Manager of BorgWarner Shenglong (Ningbo) Co., Ltd.
At the19th Engine China2020 in Beijing,the author interviewed Ms.Chi Dandan,General Manager of BorgWamer Shenglong (Ningbo)Co., the development prospectof the internal combustion engine industry and their opportunities,challenges and countermeasures.
2020第19届中国国际内燃机及零 部件展览会于2020年11月11 一 13日在北京亦创国际会展中心举行。全球内 燃机动力清洁高效冷却解决方案和热管理系统的领先供应商一一博格华纳(BorgW arner)以"打造一个洁净、节能 的世界”为愿景,重点展示了适用于各 类商用车、乘用车及非道路车辆内燃机 用的全新的
清洁高效冷却解决方案和热 管理系统,包括新一代及下一代电控硅 油离合器、普通硅油离合器、风扇和导 流叶片护风罩(SGV),以及H E T高效涡 轮增压器、可变截面涡轮增压器(商用 车keTurb™电子涡轮增压器等明星产品,全方位展示了博格华纳在促进内燃机节
能减排和动力提升方面的强大技术实力。
期间,笔者有机会就内燃机行业发
展前景,当前面临的机遇、挑战和对策
等话题,采访了华纳圣龙(宁波 >有限公
司总经理迟丹丹女士。
“我对内燃机发展充满信心”
记者:相比于其他动力驱动系统,如
何看待内燃机(燃油/燃气)的发展现状、
前景和趋势?
迟丹丹:也许是所从事的行业与内
燃机相关吧,我对内燃机情有独钟。很
多人可能认为内燃机产业现在已接近“夕
图2华纳圣龙(宁波)有限公司总经理迟丹丹
阳"了,但我不这么看,我认为内燃机刚
好是当打之年。因为,现在汽车电动化
趋势尽管很明显,呼声也较高,但我认
为现在汽车电动化在技术上还不够成熟,
尤其是电池的续航里程、寿命等还都存
在一些技术难题,<;至今)难以攻破,所
以我认为(在可预见的将来r电动新能
源会百分之百取代内燃机”是不可能的。
国家刚发布的(新能源汽车产业
发展规划(2021-2035年>> 提出:“到
2025年,新能源汽车新车销量达到汽
车新车销量的20%左右;到2035年,
纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公
共领域用车全面电动化,燃料电池汽
车实现商业化应用,……有效促进节能
减排水平和社会运行效率的提升。”然
而2019年12月3日公布的‘‘公开征求
图1博格华纳展示分别应用于内燃机冷却系统和进气系统的热管理系统和涡轮增压器106 I
COMMERCIAL VEHICLE
SPARE PARTS AND COMPONENTS 配套产业
意见稿”则提出:“到2025年新能源汽车销量占当年汽车总 销量的25%,到2030年新能源汽车销量占当年汽车总销量的 40%。”—
—这就显得比较激进了。所以,我觉得国家的这一 调整越来越接地气了,是符合市场规律的。
按照这种调整以及专家们的判断,(至少)到2035年之前,内燃机还是占有最重要位置的,况且作为新能源的混动也需要 内燃机。这是我认为目前内燃机处于当打之年的理由之一。
第2个理由,举例说,潍柴刚刚推出了热效率突破50%的内燃机。如果这种内燃机广泛量产的话,我认为可能会把 汽车电动化的趋势再推迟10 ~ 15年。打个比方,虽然电动化 发展是对的,但未来内燃机热效率如果能达到曾经议论过的 60%甚至80%,我觉得那时实不实行电动化都还都是一个问 号。当然这有赖于内燃机技术的不断进步,包括排放升级。
但是,内燃机每一次排放升级,对热效率和功率都会有一 定损失。博格华纳作为发动机热管理解决方案的专家,对每一 次排放升级带来的功耗,都能提供相应的产品和技术方案予以 弥补。所以,我觉得未来整个内燃机行业的发展前景还是非常 好的,我对内燃机发展充满信心,尤其在中重卡上。
到2035年,我认为,中重卡仍会广泛采用内燃机。因为 中重卡属于生产资料和运营工具,其动力需求和使用需求决定 了它不可能广泛电动化,包括燃料电池及其他新能源。但,一 部分中重卡采用混动(
包括油-电、气-电)是有可能的;一 些特殊工况,比如港内物流采用纯电重卡也是可以的;而长途 物流运输车仍会主要使用内燃机,包括一部分混动。
混动也会对内燃机的热效率、燃油经济性和环保性能有所 提升,所以被作为新能源汽车技术路线之一。单一的内燃机驱 动改为混动之后,内燃机的排置和功率不应该有什么变化,只 是加了一套电驱动系统。
“今后内燃机节能减排还会不断加严”
记者:从中国乃至全球有关汽车产业政策(节能减排)来衡量,近年来内燃机的技术和品质主要取得了哪些进展和提升?未来发展 方向、难点有哪些?有哪些主要对策?
迟丹丹:由于我本人并不是内燃机方面的专家,我只能从 我们匹配的产品来谈一谈看法。内燃机也是跟着国家的法规一 步一步地走,排放也好,燃油经济性也好,其要求越来越高。
有赖于法规的推进,从产品角度来讲,比如风扇离合器:几年前电控桂油离合器的普及率还是非常低的,用的大都是传 统的机械式或普通的挂油风扇离合器—
—从解决热负荷的角度 来讲,其敏感性是比较低的;从燃油经济性角度讲,也是比电 控低的。应该说,2015、2016年电控普及率大概只有10%左右,只有一些高端卡车才使用;直到2020年,电控的
普及率 才接近50%(伴随着部分柴油车实施国VI h上升到_个比较 大的比例。随着国V国VI标准的推进,尤其在国VI阶段,从目 前技术手段来讲,使用电控硅油离合器应该会成为标配,尤其 中重卡,因为机械式的、普通的硅油风扇离合器达不到国VI排 放要求。
再比如,涡轮增压器,从普通的到10多年前开始采用可 变截面,再到2019年第4季度推广的高效涡轮增压器(其市 场占有率正在攀升 国内已经历了几个阶段。这也体现了内燃 机技术的提升。
关于未来技术方向,我认为内燃机现在面临的最大挑战是 新能源。在另外一个维度上,整个内燃机行业面前出现了一个 可能取代它的竞争对手——新能源,而且来势汹汹,而不是内 燃机企业之间的同质化竞争。从某种角度(阶段)来看,以电 驱动为代表的新能源相比内燃机,在节能减排和燃油经济上可 能更优异一点,但其技术至今仍不够成熟。
那么,在新能源技术还不成熟的情况下,如何让内燃机的 热效率更高呢?一旦达到60%甚至更高,内燃机面临的新能 源竞争是不是可以化解了呢7所以,提升自身竞争力是内燃机行 业需要重点关注的问题。
关于提升内燃机竞争力的难点,我没法做细致的回答,但 难点肯定是存在的,比如内燃机的热效率从50%到55%,再 从55%到60%,都是历史台阶。当然,目前新能源也存在着 —些技术难题,比如我们经常谈到的电池寿命短、续航里程短、充电慢等技术问题,依然没有很好地解决;而且行业一直有一
种观点,即我国绝大部分电能的产生过程并不怎么环保,电池 的制造和回收过程也存污染。
也就是说,不论是内燃机还是新能源,都存在自己的问题 和技术难点,它们只不过是在2条不同赛道上赛跑,最后谁跑 在前面了,谁就会将另一方打垮。
而要提升内燃机的热效率,也需要依靠一些关键零部件作 为支撑,包括冷却系统的风扇离合器、进气系统的涡轮增压器 等等,也包括内燃机自身的设计,这有赖于整个内燃机行业寻 解决方案。现在的新能源行业,也在针对自身短板,寻快充、换电(车电分离)等解决办法。
除了不断提高热效率,对于未来内燃机排放前景,有专家 提出构想一_不断趋向于“0",但不可能完全为“0”。还有专 家认为,目前内燃机国VI排放,已经趋向于放了,相对 10几年前的国丨|、国丨丨丨已经显著降低了,下降了几个数量级。但 即使如此,今后节能减排还会不断加严,促使内燃机行业不断 进步。
2020.12 {商用汽车》107
内燃机应重点进行3方面的提升
记者:未来提升内燃机的技术和品质,主要有哪些对策?或者 主要从哪些方面来展开?
迟丹丹:我们毕竟是作内燃机周边设备的,是为内燃机服 务的。所以对此,我只能谈一些初步的想法。
首先,内燃机行业需要关注的肯定是排放法规,怎么能降 得更低。虽然内燃机行业过去取得了很大成就,但未来仍有提 升空间。
第二,应进一步提高燃油经济性,目标要比电动汽车的使 用成本还要低。目前电动汽车的使用成本相对较低。内燃机行 业可以设定目标,在多长时间内实现几个百分点的下降(法规只 是基本要求 >。当然,燃油经济性也跟工况和驾驶技术有关。
第三,应进一步提高舒适性。相比内燃机汽车,目前新能 源汽车的舒适体验比较好,没有多少机械噪声(包括匀速、加速),震动也小。现在内燃机制造商已注意到了这一点,所以对噪声 和轻量化的追求越来越高。现在很多年轻驾驶员尤其“夫妻店" 和专业化运输公司,对卡车舒适性的要求已经不是过去的那种 水平了,而是在追求一种非常专业的像欧美卡车一样的工作环 境。未来,内燃机在舒适性方面还需要做更多的改进。
在一旁就座的华纳圣龙技术总监李进先生补充道:博格华 纳在内燃机冷却风扇开发过程中,也一直关注噪声的改善,虽 然在内燃机整体噪声和震动中占比较小,但仍有改善空间。比如,博格华纳最新开发的环形风扇(专利技术),和开口风扇相比,在同样风量情况下,其噪声有所降低,可降低1 ~ 2 dB<
A);再 如,博格华纳的Vistronic™电控硅油离合器,一直追求速度的 稳定性和流畅性。当发动机ECU需要风扇工作在1 000 r/min时,风扇将一直工作在1 000 r/m in附近很小的范围内,这也是比较 理想的状态;但有些竞品的冷却风扇可能在1 000 r/min上下很 大范围内抖动,如在800 ~ 1 200 r/m in之间来回抖动,这样一 来风扇的噪声和抖动就会比较大。有经验的驾驶员能够感知到 这种差别。
“博格华纳基本涵盖了内燃机所有周边系统”
记者:博格华纳作为全球内燃机、混合动力、纯电驱动系统的 清洁高效方案提供商,可以为提升汽车内燃机的技术与品质,提供 哪些解决方案?在这些领域的技术、市场优势和地位如何?
迟丹丹:这个问题涉及到集团层面,在此我仅大体介绍一 下。博格华纳对于汽车内燃机技术与品质的提升,主要有以下 几个方面:
一是热管理系统(冷却系统 主要是降低排放,提升燃 油经济性和舒适性。在国内,博格华纳热管理系统主要在华纳圣龙(宁波)有限公司工厂生产。
二是涡轮增压系统(进气系统丨,主要是提高转矩和功率。
三是排放处理系统,包括EGR等,用于降低排放。
四是燃油供给系统。博格华纳刚刚并购了 "德尔福科技”,
从而拥有了燃油共轨系统及其他先进技术。目前世界上掌握燃
油共轨系统的企业,只有博世、德尔福、电装等极少数公司。
上述4个主要方面基本上涵盖了内燃机的所有周边系统。
这再次展现了博格华纳一直专注于内燃机技术的研发,无论是
传统内燃机,还是混动内燃机。而且,在新能源动力上的布局
也不示弱。
3大专利技术(风扇、护风罩、下一代电控硅
油离合器):瞄准内燃机更高诉求
记者:此次展会,博格华纳主要展示了哪些产品和技术?其主
要特点、优势和市场目标如何?
迟丹丹:本次展会上,博格华纳主要展示了 Visctrcnic V3X
下一代电控硅油离合器,以及配套的偶数叶风扇(全球研发,
全球首创)和导流叶片护风罩(SGV),还有一款小型的风扇(用
在轻卡、皮卡和SU V上),以及3个型号的硅油风扇离合器和
3个系列的涡轮增压器。其中:
(1) 偶数叶风扇。采用14个叶片,是目前全球风量最大的 风扇。它在欧洲研发,全球首创,专利技术,2019年第4季度
引进中国生产。采用偶数叶片主要是在发动机和底盘空间不变
的情况下,提高了风量和冷却能力(国VI阶段采用EG R路线,
热负荷增加 >,同时降低了噪声。
_般来讲,偶数叶风扇的噪声,比奇数叶风扇的噪声会稍
微大点,但博格华纳在提升风量的同时,噪声没有增加,相反
把噪声控制得很好,所以这也是博格华纳的一个技术改善。
(2) 导流叶片护风罩。也是专利技术。主要解决的是,在底 盘及发动机空间不变的情况下,能够进一步提升风量,同时降
图3 3个型号的硅油风扇离合器
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COMMERCIAL VEHICLE
SPARE PARTS AND COMPONENTS 配套产业
低了噪声。
拥有专利技
术的偶数叶风扇
和导流叶片护风
罩,均展现了博格
华纳新的突破和
优势,即在同样
风量情况下,把
噪声控制得比竞
争对手更低。
目前中重卡客户最急需的是对冷却散热的需求,在冷却需 求得到满足的情况下再来研究如何改善噪声;而轻卡、皮卡及 S U V客户,冷却风量一般都能得到满足,在这种情况下,就会 再关注噪声的改善。
(3)Visctronic V3X下一代电控硅油离合器。Visctronic™系列风扇离合器作为全新一代电子控制发动机冷却驱动部件,由博格华纳于2009年开始推向中国市场,主要应用于SUV、轻 中重卡及非道路机械;它通过电子控制直接调节风扇转速和能 耗,不仅在节能(4% ~ 5%丨、降噪方面有突出表现,还能有效 延长皮带的使用寿命,并使减排成为可能。
而Visctronic V3X作为下一代电控硅油离合器,将于2021 年第1季度率先在欧洲上市,并于2021下半年在中国上市。V3X拥有更强的滑差热能力,能提升产品的全调制区间,使其 覆盖发动机额定转速区域,从而可以避免滑差热保护区间的设 定,降低风扇噪声;更低的分离转速和更稳定的风扇转速控制,
图5这台大型电控贝扇离合器总成集成了:偶数风扇(14叶)、导流叶片护风罩和Visctronic V3X下一代电控硅油离合器,均属于专利技术能有效提升燃油经济性。
目前中国重卡上装备的电控硅油离合器基本为第_代产 品,包括B orgW arner和其他厂家的,这些产品可以说为中国 商用车的动力性、经济性提升和减排做出了突出贡献。但从 近5年的使用情况和中国商用车技术的发展态势看,还会进一 步节省油耗和降低排放。因此,B orgW am er适时研发推出了 Visctronic V3X。与目前市场上的产品相比,V3X具有体积小、自质量轻(同等驱动能力下降低10%)、驱动能力更强(同规格 下驱动扭矩和滑差热提高15%>、调制性能更好(低输入转速 状态下风扇转速更稳)、分离转速更低 <;可低至200 r/m in以内)等优点;实现C A N线通讯(J1939协议),数据传输更快,离 合器响应时间缩短;更可以脱离发动机E C U的束缚,实现自 我控制,为整车节省了空间和成本。
为了发挥新一代电控硅油离合器的优势,B o rgW am er提 前投入大量精力研发出了一系列高效大风量风扇来匹配新的离 合器,如SD11RF、XD11R F系列等,这些风扇的效率最高可 达50%以上。
华纳圣龙连年快速或高速增长
i己者:华纳圣龙近年经营情况怎样?
商用汽车迟丹丹:华纳圣龙虽然成立了 22年之久,但开玩笑地说,仍显得不够"成熟",因为销售收入一直在大幅增长,跑赢大市。2018年比上年增长近30%(商用车增长5.1%) ; 2019年比上 年增长20%(商用车增长-1.1%);而2020年1一10月同比增 长近60%,远高于汽车市场(-4.7%丨和商用车市场增速(30.1 %h
主要得益于中重卡市场的大幅增长和g身产品的优势。从产品 来讲,近年的持续大幅增长,主要得益于电控硅油风扇离合器 的增长。
博格华纳于上世纪50年代发明了硅油风扇离合器。华纳 圣龙是中国第一家做硅油风扇离合器的企业,也是中国第一家 做电控硅油离合器的企业(2004年)〇目前在中国电控硅油离 合器市场,博格华纳居于首位。逻
2020.12《商用汽车》
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