主题：【原创】目标：3升/百公里-未来五年的轿车发动机展望 -- 波波粥
家园 大众的lupo TDI已经实现了3L/100km的水平了 当然是用柴油机实现的~是世界上第一种可以实现百公里耗油量低于3升的全尺寸、5人座车
家园 好文,先花再提个问题。 活塞式发动机效率这么低的话，直升机上的那种涡轮轴发动机效率是多少。 我总感觉小型化的涡轮轴发动机结构精简，机械摩擦小，也没有往复运动，会不会效率比较高呢。
我记得传统系统损耗在12%-15%的量级，比你说的要大一些。
家园 给你一辆车试试 太空堡壘 克萊斯勒渦輪（ChryslerTurbine）
星球大戰不僅是美國歷史上最狂熱的計劃，同時也造就了熱火朝天的太空時代，火箭、衛星、宇宙飛船、宇航員成為上世紀六、七十年代美國社會最熱門、最流行的話題。在這個時代背景下，汽車工程設計也受到了航太技術的影響。有著技術革新先鋒稱號的克萊斯勒汽車公司是當時的代表，他們設計的這款名叫Turbine的美式“肌肉”跑車，成為了航空時代造就的“怪胎”。
我們熟知的汽車發動機都採用歷史最悠久的活塞往複式工作原理，還有一種現存的汽車發動機採用萬克爾轉子式工作原理。但早在上世紀六十年代，克萊斯勒就研製成功一種很有發展潛力的汽車發動機—燃氣渦輪軸發動機，並安裝在一款外形酷似宇宙飛船、內飾設計時尚前衛的“肌肉”跑車上，這款車就是目前僅存世兩輛的Turbine。
燃氣渦輪這個工業名詞也許大家有些陌生，但是大型火力發電廠的燃氣渦輪發電機、噴氣式民航飛機的渦輪噴氣發動機的動力核心都是燃氣渦輪機。先進的燃氣渦輪機的工作原理來自於在中國有數千年曆史的走馬燈，即高溫高速流動氣體推動渦輪葉片轉動，從而產生推動力或機械能。根據用途，燃氣渦輪機分為渦輪噴氣和渦輪軸兩類，前者依靠高溫高速燃氣所產生的反作用力提供動力，後者利用與高速轉動的渦輪葉片相連的輸出軸產生動力。
在航空業中直升機也採用渦輪軸發動機，主要原因就是結構簡單、工作效率高、重量輕、扭力輸出巨大。克萊斯勒的特別技術部門正是看重渦輪軸發動機的這一特點，所以才決定應用在汽車上。其實這輛Turbine在當時已經很成熟，廠方曾請數萬人進行試用，而且好評如潮。
三速自動變速箱使Turbine駕駛起來變得很輕鬆，車上的轉速表是最吸引人的地方之一，最高讀數高達每分鐘6萬轉，這臺貌似高壓鍋的燃氣渦輪軸發動機，在44600轉時輸出並不驚人的130馬力，但是扭力輸出高達575牛/米，使這輛陸地飛船0-100公里/小時加速用時僅10秒，最高時速達201公里，在當時，這樣的數據非常驚人。
據廠方技術人員說明，這臺神奇發動機的正常使用壽命在16萬公里左右，百公里油耗在8.6-12.7升左右，發動機可以使用大部分可燃液體，可謂“萬用燃料”發動機。除了3秒的動力遲滯外，高頻尖利的運轉聲浪讓人想起噴氣式客機，但這絕對不是噪音，相信會讓很多人更有駕駛激情。
不過，Turbine也有一個致命的缺點，高達260攝氏度的排氣溫度讓人心虛，高溫的排氣也無法達到美國加州嚴格的排放標準。而且，即便是科技如此發達的今天，也無法生產能承受如此高溫的三元催化轉換器。最終，政府下令全面銷毀Turbine，短命的Turbine至今只剩克萊斯勒博物館裏收藏的兩輛。
家园 最要命的是那雄壮的声音！ 这就是燃气涡轮轴发动机~~~~~结构紧凑，附件简单，动力非凡！最要命的是那雄壮的声音！看过以70公里速度越野跑的62吨重的M1A2吗？她的动力就是AGT-1500燃气涡轮轴发动机燃气涡轮轴发动机源自涡轮喷气发动机，但是输出的不是喷气推力而是轴功率，比较匹配汽车的结构。涡轮轴发动机与内燃机相比，由于具有涡轮喷气发动机的特性，其功率大，重量轻，功率重量比一般在2.5以上。目前小型涡轮轴发动机可产生高达1200甚至6000马力的功率，内燃机几乎不能做到。涡轮轴发动机的耗油率虽然略高于活塞式发动机，但其使用的航空煤油要比活塞发动机用的汽油便宜。涡轮轴发动机的缺点主要在于，制造相对困难，初始成本也较高。汽车车轮转速较低，涡轮轴发动机需要很重很大的减速齿轮系统进行传动，有时其重量竟占动力系统总重量一半以上。而内燃机本身转速较低，传动系统相对简单。另外一个就是燃气涡轮轴发动机结构虽然简单但材料和工艺要求极高，制造成本相对较高。而早在上世纪50年代，英国罗孚公司就试制过燃气涡轮轴发动机赛车JET1家园 雄壮的声音很有诱惑! 在人群差异的眼光中招摇过市...
家园 传动损失的是发动机输出的能量不是总能量 15%的传动损失,乘上20%的发动机效率,不正好是3%的总能量损失吗?
家园 给HCCI算笔经济账 一个技术前景是否看好，经济上的优势是决定性因素。如你所说，汽油机NOx和颗粒排放并不严重。HCCI在这方面的排放优势可以忽略。动力性方面，HCCI的输出范围比传统发动机更窄。所以就用节油的经济效益反推可接受的HCCI技术成本开销。
对于家用轿车而言，寿命一般为5-7年，里程为10-20万公里。以百公里7升油，每升油7元计算，全寿命油耗为5-10万元。
采用HCCI技术可将油耗降低15%，因此HCCI带来的节油效果大约是7500-15000元。
作为家庭开支，同时还要考虑到金钱的时间因素，一次性付出的代价要高于分期付出，算上分期利息，HCCI价格最好不要超过5000-10000元。
HCCI发动机是一个不稳定系统，严重依赖控制技术，工作条件也较为恶劣的发动机，其维护保养费用也高于常见发动机。考虑之后，HCCI价格定在4000-8000元在经济上比较合理。
所以问题的关键就是发动机厂商能否用与传统发动机差价低于4000-8000元的价格提供HCCI发动机和相应的变速传动系统。考虑到散热、新材料、机体强度、传感器和控制系统等的开销，我觉得将成本控制在这个范围内难度很大，有些成本不是短期能降低的。HCCI不属于你所说的用几十美元投入降低全寿命几千美元开销的技术。
有人认为油价会继续高涨，比如涨到20-50元一升，这种情况下HCCI似乎就有利可图。但这时候，电动和燃料电池汽车应该成为强劲的竞争对手，即使性能仍然比不上内燃机汽车。
家园 ＨＣＣＩ不属于用几十美元投入就能够达到的技术 的确是这样，它对喷油，控制，机体材料等各方面的要求都很高。但是，今天的发动机为了达到排放标准，上面已经使用很多传感器，使用电控系统，使用高压喷射系统等等，这些成本都是现有的，ＨＣＣＩ可以说是在现有的技术上挖掘潜力，它已经算不上什么新技术了。可以这样说，汽油机越发展，越像ＨＣＣＩ发动机（当然，还有其他技术途径，只是现在看来，ＨＣＣＩ属于比较触手可及的一种技术）。为满足将来的排放标准而开发的新技术，在今天看来价格可能还有点贵，但是等到排放标准实行的那一天，成本也都会降低很多。
同样，今天的发动机比１０年前的发动机性能提高很多，但是今天的汽车的价格我看比１０年前也高不了多少（大家买的是车么）。
ＨＣＣＩ发动机是以３升／百公里为目标的，所以您的节油１５％，只节省了１５０００元的计算是低估了。而且轿车的平均全寿命行程也不止２０万公里吧。
随着排放标准的强制实行，不能达到排放标准的汽车，就算是属于“经济合算”，也会被淘汰。就目前或者未来五年的技术而言，内燃机车的动力性能是大大优于电池／燃料电池车，在计算整体排放（从一次能源开始算）方面也毫不逊色。在这个方面，是不以油价的高低为转移的，石油，终归是有用完那一天的。
家园 电池本身也有成本，也有污染
