Colin+Goodwin
內燃機教授,這是個職稱。從2015年起,Jamie Turner成為了巴斯大學的發動機和能源系統教授。我認識Turner教授很多年了,第一次見到他是在路特斯公司(他在這家Norfolk的公司干過兩段),當時他干的項目包括一個克爾維特ZR1發動機項目、一個路特斯自主的V8發動機項目以及各種千奇百怪的項目,其中有個項目叫雜食動物,顧名思義,那個發動機可以喝任何一種燃料,還有一個光學發動機,缸體透明,可以觀察到燃燒的過程。Turner也曾在考斯沃斯F1工作,之后去了巴斯大學,主導捷豹路虎的汽油機項目。
Turner教授的辦公室到處是亮點,可稱得上是全校最酷。那是內燃機的神殿,點綴著一些路特斯的元素。在一個檔案柜上,陳列著一個氣缸,那是來自一臺Bristol Centaurus(布里斯托人馬座發動機)星型發動機18個汽缸中的一個。窗沿上有一個轉子發動機的轉子和曲軸,還有一個剖面的Roots式機械增壓器。盡管這位曾經幫忙開發Norton的轉子發動機的專家熱愛傳統發動機,他并不會把自己束縛在過去。恰恰相反。
“我最近試駕了一臺特斯拉,很喜歡它。”他坦誠地說。“我覺得內燃機不夠清潔。”可喜的是,Turner認為內燃機還會長期存在。“對工程師來說,減排二氧化碳真的是個天賜良機,”他解釋。“工程因此變得異常重要,前途會充滿挑戰。”
事實上,盡管和Turner探討諸如機械增壓、Napier Nomad水平對置十二缸柴油二沖程航空內燃機(他的最愛)都很享受,真正閃光的話題是他對未來內燃機發展的展望,以及我們該如何進一步提升動力。
“一個將在不久之后出現的新變革是高辛烷值燃油的到來,”他說。“和汽車界對二氧化碳減排的貢獻相比(今天和2000年相比減排30%),石油行業仍保持原地踏步。但他們也將奮起直追。他們也清楚,更高辛烷值的燃油能讓我們繼續提高壓縮比,進而提高燃燒效率。而我們這邊,一個能讓壓縮比提高的有效手段便是噴水技術,降低燃燒溫度。說到底就是爆震和提前點火的控制。寶馬在M4 GTS上用了噴水技術,但那和他們最近發表的一個徹底優化了的缸內直噴系統之間還有較大差距。”
“第二個我看好的即將大面積鋪開的技術是可變壓縮比技術。日產做了一個這樣的發動機,不過這根本也不是什么新技術。當然噴水也不是。現在很難再出什么全新的點子了。”
所以Turner眼中接下來最重要的技術就是噴水和可變壓縮比,但它倆之后還有包括更高油壓(350bar以上)、電力機械/渦輪增壓。“更多車將會用上48V系統,為這類設備提供能源,”Turner說,“于是滑行停機功能將會越來越多,車在滑行期間發動機將熄火,離合器斷開,提高燃油經濟性。”
一個近日經常掛在Goodwin嘴邊的話題就是現代發動機越來越沒有了靈魂。扭矩峰值平臺像桌面一樣平,渦輪遲滯也基本被斬盡殺絕了,原本逐漸提升轉速時可以突然來的千鈞動力沒有了,那種刺激也就絕跡了。只有那些最狂躁的頂級跑車發動機,比如保時捷的4.0L自吸水平對置六缸機、法拉利的6.3L V12發動機和蘭博基尼Aventador的V12還能保持著那曾經的感覺。那么,有靈魂的發動機就這樣滅絕了嗎?
“那平坦的扭矩曲線是為了排放法規而開發的,因為那是符合測試循環工況的,”Turner說。“另外,它也鼓勵駕駛員早升擋,自動變速器一樣,這就可以降低排放和油耗。”
Turner教授很確定未來插電混動將成為主流。這就引出了一個很誘人的話題——用燃氣渦輪發動機做增程器,捷豹在2010年的概念超級跑車C-X75上用過一次,但之后便銷聲匿跡了。
“是的,它們是有希望的,”Turner說。“它們在恒速運轉時十分高效,但更重要的是,它們不需要冷卻系統,而且非常輕,這是用做電機增程器的重要優勢。目前增程器用內燃機,于是為了它和電力系統,必須安排兩套獨立的冷卻系統,因為它們的工作溫度是不同的。而且無論你想不想用那臺發動機,你的車總得背著它。”
因為Turner是學術界的,所以他不受到任何公司或組織的制約,一切話題都可以談。我們問他關于有沒有可能短期內在車企中看到一款二沖程發動機。Turner教授表示他并不認為二沖程能在車壇回歸,但他很喜歡它,甚至他現在都還在做它的研究。“從熱力學角度上它更好,而熱力學就是它的一切。可以這么說,我們120年來所制造的發動機都用了完全錯誤的循環,這實在挺可惜的……”