第三节 动力总成的功能、要求与未来趋势

如前文所述，动力总成的功能可以概括如下。

1.动力总成包括了能源转换装置与机械能利用装置两大模块。

2.发动机作为一种典型的能源转换装置，承担了将化学能转换为机械能的主要功能。

3.变速箱作为机械能的利用装置，实现了发动机输出能源与实际使用工况的结合。

动力总成的发明与进化，永远是围绕着人们的实际生活需求而展开的，同时又面临着自然环境与资源的限制。纵观人类文明的发展，从远古时代的刀耕火种，到如今的核能利用，我们可以发现新能源以及利用方式，扩大了人类的活动范围，提高了人类的生活质量，同时也增加了人类对大自然的影响。当前，人类面临的能源与环境问题，无疑是对人类滥用大自然通过千万年蕴藏的资源的一种警醒。

因此，我们有充分的理由对动力总成提出各种各样的要求。从前文可知，汽车行业，特别是动力总成的相关研发工作，一直致力于提高发动机的动力性能，降低发动机的能量消耗以及有害气体排放，这符合人类社会的发展需求，也为我们指出了未来的发展趋势。国际清洁运输委员会（International Council on Clean Transportation，ICCT）对轻型车的燃油消耗与二氧化碳排放做过总结与预测，如图1-7与图1-8所示。

图1-7 轻型车燃油消耗历史变化与预测（CAFE）

图1-8 轻型车CO2排放历史变化与预测（NEDC）

综合起来，我们会发现，核心的要求有以下几点。

1.更加强大。随着人们对车辆性能要求的逐渐提高，比如更加舒适的操纵、更加人性化的功能、更加舒适的车内环境，包括温度与空气质量，这都需要发动机输出更多的动力，以满足附加功能的实现。

2.更加高效。本教材主要讨论的动力总成，是以汽柴油作为“食物”。汽柴油作为二次能源，是以原油为原料，经过若干化学过程提炼而来。地球上的化石能源，终将面临枯竭的一天。在寻找到新的能源以及利用方式之前，人类不得不“省吃俭用”，这就要求提高动力总成的能源转换与利用效率。

3.更加环保。伴随能源的开采与利用，各种污染物也应运而生，比如二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物，以及颗粒排放物等。这些污染物在不同层次影响着人类的生存环境。从宏观角度讲，二氧化碳一直是温室效应的主要贡献者。从微观角度讲，各种机动车微量排放物则是城市污染的重要来源，严重威胁人类的身体健康。所以，我们也需要动力总成能够更加清洁地利用能源。

此外，在实际的使用当中，我们还对动力总成提出了更多的要求，比如舒适性、操纵性、可靠性、保养维修、成本低廉等。

所有这些要求，都会体现在任何一项产品设计当中。需要牢记在心的，就是人类的任何一项活动，都不是天马行空，人类必须对自己负责，对未来负责。动力总成，作为20世纪最伟大的发明之一，概莫能外。