“重柴轻汽”是中国皮卡市场历来的传统,柴油动力车型常年占据着中国皮卡年销量的75%左右,主流品牌均拥有优质柴油发动机技术储备,汽油发动机则多为常规大众化产品,优质高性能汽油动力相对稀缺。因此,针对中国皮卡市场谈论“高性能汽油发动机的未来前景”,似乎就像与肯德基探讨何为炸酱面正宗一般,并不必要。然而,无论是从中国皮卡市场的未来发展方向角度,还是从皮卡车型的技术升级角度考量,研发高性能汽油发动机都十分重要,将成为国产皮卡未来发展的关键。
柴油发动机技术升级成本将愈发高昂
柴油机赢得市场青睐的关键在于热效率高,主流柴油机的平均热效率可以达到45%左右,高压缩比高效率带来低油耗,欧洲热衷于柴油动力的一个重要原因,便是希望利用柴油机低油耗特性实现低排放。起初柴油机确实完成了任务,但随着全球性环保要求提高,柴油机的尾气排放反倒成为了短板,同步进行环保升级的难度及成本不断增大。相比只需要三元催化器处理尾气的汽油机,柴油机尾气处理设备明显更复杂,DOC、NSC、DPF、SCR等数个组件加在一起才能达成目的,还需要添加尿素配合。如果发动机技术本身不能实现跨越式发展,等待柴油机的只有不断增加后处理系统,花费更多成本控制排放。
排放法规迭代导致柴油发动机环保升级成本不断增加的同时,将制约柴油机性能的进一步发掘,对柴油机本身的研发设计提出了更高要求。目前我国已经全面实施轻型汽车国六B排放法规要求,国内柴油机以2.0L排量为主,扭矩最大可达500N·m,轻型车3.0L排量及以上高性能柴油机几乎不可能以完全体状态满足排放法规,因此现有情况下留给柴油机的性能挖掘空间极其有限。后续随着国七及更严苛标准的出台,留给国产柴油机的性能提升空间将再度压缩,柴油发动机技术升级的边际效益会持续减弱,不仅难以满足消费者日益增长的性能需求,同时也将大大超出消费者的价格承受能力。
汽油发动机更符合乘用化发展需要
2019年至今,中国皮卡市场的主要发展方向为乘用化、智能化、高端化,希望通过多功能属性探索摆脱货车身份的桎梏,成为大众化民用家庭汽车产品。2022年5月1日《多用途货车通用技术条件》的实施,为皮卡行业的发展路线改革提供了理论依据和政策支撑。未来国产皮卡将在政策和市场的双重引导下,弱化货运属性,提高乘用、生活属性,向乘用车消费群体拓展。而与乘用车消费者人群最直接关联的产品需求便是驾乘舒适、配置丰富、性能卓越、方便快捷,汽油发动机与上述特点贴合程度更高,更有利于皮卡转型。
首先,汽油发动机体积更小,整车空间利用率有优势。较小的发动机尺寸方便不同级别车型拓展,既能衍生出适应城市道路资源紧缺现状的小微型皮卡,也能衍生出更适合资深皮卡发烧友的中大型产品,并且发动机体积小还可以减少对驾驶室空间的入侵, 进一步提升座舱内部空间表现。其次,汽油发动机采用点燃式点火方式,且 压缩比低、行程短、转速高,因此发动机运转带来的震动和噪音少, NHV表现更优秀,不仅可以极大提升车内驾乘人员的舒适度,同时也可以降低噪音污染。 国内大部分柴油机均针对商用需求设计,相较欧洲乘用车柴油机差距较大, NHV方面不太适合以 城市家庭场景为主的乘用需求。
再者,汽油发动机 尾气处理系统简单,后续维护方便且不需要添加尿素,方便皮卡进行大规模推广,柴油车添加尿素+DPF拥堵始终是消费者吐槽的重点。此外,汽油机对自然气候的适应能力更强,柴油皮卡在 冬季寒冷的北方城市需要加注低标号柴油并提前预热才能正常使用,汽油 -75℃的凝固点则使其无惧低温,并且我国柴油资源相对紧缺,柴油加注网点覆盖面积有限,因此不适合进行大面积推广。最后,汽油机生产制造成本相较柴油机低15%左右,低成本意味着整车性价比优势突出,叠加皮卡本身的制造成本优势,可以搭载更多智能科技配置或是舒适性配置,实现对乘用车的越级挑战。
汽油发动机更符合电气化转型需要
近些年,电动化已经成为汽车行业发展的主流,无论是迫于能源紧缺带来的压力还是碳中和目标的环保要求,电动化已经成为汽车行业未来发展过程主要方向。不过纯电动汽车在电池能量密度、续航里程、充电设施、综合成本等方面还有很多难关需要克服,混合动力是当前汽车产业电气化转型的关键, 包括福特、丰田、雪佛兰、Ram在内的主流品牌均在发力开拓混动皮卡市场。混动车型既有燃油发动机动力好、反应快和工作时间长的优点,又有电动机污染低、噪声低的优势,技术突破成本也不高,能够更好的帮助国产皮卡提升动力、降低油耗,实现打入乘用车消费群体的目的,而汽油发动机更适合进行混动升级。
混合动力的技术特点是低速阶段靠电动机驱动,高速阶段由发动机驱动,与汽油机特点可以形成实质性互补,让其长时间维持在最经济的工作区间内,明显拉低了和柴油机的差距,相反柴油机本身在低速阶段就是最佳输出区间,叠加混动系统后互补效果并不明显,甚至有可能会浪费性能。此外,城市路况下混动车型的电动机会帮助发动机频繁起停,导致柴油机无法保持后处理系统SCR正常运作所需的高温,SCR需要排气温度达到200℃以上来满足催化剂的反应条件,电动机频繁启停不仅不会帮助车辆省油,反而会导致排放问题。
更为重要的是,柴油混动系统目前成本大于收益。汽油机升级混动系统后 油耗可以降低30%,性能可以提升10%左右,福特F-150混动版作为全尺寸皮卡,依靠轻混系统便能将油耗控制在10L以内,比大多数中型皮卡都优秀,如果搭载P2或更高级混动系统甚至有望比柴油车更低。而如果是相同混合动力结构的柴油车型, 所能获得的燃油经济性提升很少,并且柴油机本身成本就高,叠加昂贵的尾气处理系统后再安装混动系统,其成本远超收益,开到报废省下的油钱也抵不过买车多花的钱。