動力燃料革新挖掘汽油發動機的潛力
動力燃料革新 挖掘汽油發動機的潛力
不用太久，科幻電影《巴克•羅杰斯》(Buck Rogers)中主人公的座駕就會實實在在地擺在我們面前。
汽車的基本概念自亨利•福特(Henry Ford)時代以來沒有什么太大的變化，仍然是四個輪子上面托著一個盒子，靠汽油發動機來驅動。但在未來10年間，21世紀的轎車與亨利•福特時代的T型車相比將出現前所未有的顯著變化。
伴隨消費者要求提高轎車安全性、節能性和智能化的呼聲日益提高，汽車制造商們紛紛開始對汽車的設計思想進行徹底反思。結果是：汽車工業掀起了一輪創新和實驗的高潮，其聲勢堪稱汽車誕生以來從所未見。
轎車將變成電子智能設備，而不再僅僅是單純的機械裝置，這種情形已愈發成為可能。電腦控制的系統將取代各種設備和線路來控制車輛的轉向、剎車和變速。雷達技術將賦予車輛“偵測”周邊危險的能力，甚至可以協助操控系統做出規避動作。傳統汽油發動機獨霸天下的局面已經成為歷史，油電混合動力發動機正在崛起。研究人員們正在研制以氫元素和由食用油等廉價原料制成的生化柴油作燃料的新型發動機。
對于通用汽車(General Motors Corp.)、福特汽車(Ford Motor Co.)等行業巨頭來說，上述行業動態既可能幫助他們擺脫當前的困境，也可能把他們進一步推向深淵。毫無疑問，產品創新是甩開其他競爭對手的途徑之一，但弄巧成拙的風險也同時存在。
發動機技術的進步或許也會緩解汽車行業面臨的監管壓力，因為政府和環保組織一直斥責該行業在減少汽油內燃機所產生的尾氣方面并未盡心盡力。
未來更美好
創新將不僅僅體現在發動機和車身材料方面。越來越多的新車型已可接收衛星廣播，駕駛者可選擇的節目頻道因此而增加到數十個。
與此同時，設計師們正準備對轎車的內部設計進行一番劃時代的改造，以便讓駕車者和乘車者在漫長的旅途中忘記疲勞。汽車業巨頭們近期推出的一些概念車就像是移動的起居室，配備有旋轉座椅和電視機等娛樂設備。
購買新車的流程也會發生顯著變化，因為互聯網的普及讓消費者可以輕而易舉而且往往免費獲取到產品定價、促銷及車輛性能等方面的信息。而在以往，消費者往往要在購車之前花上好幾個小時的時間在展廳里了解車輛的基本情況，向銷售人員詢問各種相關問題。
美國各州在特許銷售方面做出的硬性規定使得轎車廠商無法從事直銷經營，因此，轎車經銷商仍然會是購車過程中一個必不可少的環節。但豐田汽車(Toyota Motor Corp.)等一些轎車企業正在進行一些嘗試，力圖將討價還價的過程降到最低限度，并為消費者提供了在展廳中對他們中意的車型進行個性化配置的新途徑。這些努力如果取得成功，將為新車展廳營造出一個更為溫馨的環境。例如，在全美最大的豐田汽車經銷商Longo Toyota of Los Angeles那里，展廳為購車人提供了眾多在購物中心才能見到的娛樂設施，如禮品店、咖啡館，還為消費者開辟了一塊使用筆記本電腦的區域。
不過，許多正在研究中的重要創新都與電子器件有關。當然，這并不令人感到驚訝。汽車界的業內人士經常掛在嘴邊的一個說法便是，即使是一輛普通汽車，它所具備的計算能力也要超過阿波羅登月火箭。從發動機控制系統，到剎車防抱死系統，再到安全氣囊，這些裝備無一不體現著車輛的卓越計算能力。但未來汽車中，電腦在自動化和智能化方面將會發揮更大的作用。
汽車制造商們已經推出了電子穩定控制系統。這種系統能夠在車輛發生側滑或傾斜時激活剎車系統，確保車輛不會偏入旁邊的車道。汽車廠商們正在用電子系統取代機械系統來控制車輛的轉向和剎車。至少從理論上說，電子系統相對于與線路、軟管、液壓裝置配合使用的傳統機械系統更勝任這些工作。
寶馬汽車公司(BMW AG)已經在一些車型上推出了“主動駕駛系統”，借助小型馬達和電腦控制，該系統可根據具體情況來調節車輛的轉向幅度。例如，在以低速狀態駛出擁擠的停車場時，這套系統將增強方向盤的轉向效果，為車輛駛出狹窄的停車位提供便利。在高速狀態下，這套系統將降低方向盤的靈活性，從而提高車輛的平穩性。這套系統的最新版本還能確保車輛在打滑的路面上踩剎車時不會出現側滑。
轎車也在變得越來越智能化。雖然數量還不多，但有越來越多的車輛配備了巡航駕駛系統。這種系統可以探測與前車之間的距離，在過于貼近前車時將自動放慢速度，在距離拉大時提速，始終與前車保持安全距離。車身側面雷達偵測系統不久后也會面世，這種系統可以幫助駕車者觀察到車身兩側的視野盲點區域是否有車輛靠近。
能夠確定車輛位置并把車輛的方位快速顯示在儀表盤上的車載全球衛星定位系統正在日漸普及。現在，汽車制造商們準備邁出新的一步：提供實時交通信息，以便于駕車者及時判斷出哪些地方發生交通阻塞，在幾秒鐘內想出繞行路線。
對于汽車制造商和技術供應商們來說，真正的挑戰是如何把過去10年間已經發展成熟的各種安全和導航系統整合到一起。結果應該是，至少從理論上說，車輛可以維持一定的速度勻速行駛，與其他車輛保持安全的距離；如果駕車者突然無法正常駕車，汽車的自動駕駛系統可以自動開啟，調節好剎車和方向控制裝置，同時讓安全氣囊、安全帶和座椅做好相應準備，以應對可能發生的撞車事故。
目前還沒有汽車廠商宣稱準備推出具備自動駕駛功能的車輛，但這并不是說在技術上無法實現，說不定哪一天企業出于營銷的需要真會推出這個概念（當然這需要得到相關法律部門的認可）。
動力燃料革新
另一個同樣迫在眉睫的問題是，汽車廠商們正在運用高新科技來應對提高車輛節能效率的挑戰。在美國，每加侖汽油價格不久前已經漲至3美元，在可預見的未來可能還將進一步上漲。這讓汽車制造商和消費者重新意識到節能的重要性。在其他國家，政府對汽車產業的政策越來越受到可持續發展戰略的影響。這意味著政府將對汽車制造業提出更嚴格的環保要求。
通用汽車、豐田汽車等汽車巨頭已正式宣稱，用燃料電池替代汽油內燃發動機是它們的終極發展目標。燃料電池可以把氫元素轉化成水和驅動車輛所需的電力。燃料電池技術在上世紀90年代末取得了長足的進步，燃料電池的體積已大為縮小，其可靠性和輸出功率也有很大提高。
但燃料電池在走向市場的過程中仍面臨著巨大障礙。首先，成本問題這一關就難以逾越。產生1千瓦的功率，燃料電池目前消耗的成本為500美元，而內燃發動機消耗的成本僅為50美元。對于每輛車的利潤能達到1,000美元就算是個了不起成就的汽車產業來說，成本因素無疑是個巨大的障礙。
另一個重要的問題是消費者如何以及在哪里為他們的燃料電池補充氫燃料，這可是一個應該先有蛋還是先有雞的問題。通用汽車估計，把全美100座大城市里的1.2萬個加油站轉化為燃料電池加料站需要高達120億美元的投資。汽車廠商們表示，只有在把加油站改造成燃料電池加料站的過程完成后它們才會大規模銷售燃料電池汽車。但石油產業對投資興建氫燃料補給站沒有多大的興趣，除非汽車產業承諾開始大規模銷售氫燃料動力汽車。
與此同時，汽車制造商也在尋找燃料電池之外的其他動力來源。公眾已經看到了一些成果。不久前，油電混合動力車還被視為“另類”，就像人們第一次見到蘋果(Apple)的個人電腦和索尼(Sony)的Beta錄像機一樣。如今，豐田汽車出品的Prius轎車和雷克薩斯(Lexus) RX 400運動型多用途車(SUV)、福特汽車制造的Escape混合動力SUV、本田汽車(Honda Motor Co.)出產的雅閣(Accord)和思域(Civic)混合動力車都已躋身美國市場最暢銷車型行列。豐田汽車還準備為其最暢銷的佳美(Camry)推出混合動力車型，通用汽車業準備到2007年推出Chevy Tahoe大型SUV混合動力車。
要想在美國市場上取代依靠汽油發動機的傳統車型，混合動力車還有很長一段路要走，但它顯然已經邁過了市場開拓這個階段，漸為美國主流消費者所認可。通用汽車的副董事長羅伯特•盧茨(Robert Lutz)今年早些時候在與投資者會晤時表示，混合動力技術已經成為一種象征，它反映出公司的技術實力以及環保意識，它還關系到企業在公眾心目中的形象：如果能造出混合動力車，就說明這家公司的實力尚可；如果不能，則說明實力不濟。
挖掘汽油發動機的潛力
與此同時，一些汽車制造商正在用全新的眼光來打量內燃發動機，并且發現這種發動機在經過了一個世紀的完善之后仍然大有潛力可挖。本田汽車的首席執行長福井威夫(Takeo Fukui)去年曾經表示，即便是性能最佳的內燃發動機也會將燃燒汽油所產生熱能的80%浪費掉。提高汽油的使用效率可以使汽車的節能效果得到顯著提高。目前，美國的車輛消耗1加侖汽油的平均行駛里程約為20.8英里。
電子學和軟件的進步使得汽車工程師可以重新考慮過去嘗試過但最終放棄的一些節能設想。戴姆勒克萊斯勒公司(DaimlerChrysler AG)推出了高性能版本的Hemi V-8發動機，最大功率為425馬力，與20世紀60年代大型轎車大行其道時的老款Hemi發動機(426馬力)不相上下。但戴克的工程師表示，安裝新款Hemi發動機的車輛在高速路上消耗1加侖汽油可以行駛20英里的路程，燃油效率比老款Hemi發動機要高出近1倍。
區別在于：新款Hemi發動機運用了高科技的電子控制系統，對油耗進行了合理的規劃：在高速巡航狀態下，讓8個氣缸中的4個停止工作。克萊斯勒把這套根據路況調節氣缸工作狀態的系統稱之為多段式排量調節系統(Multi-Displacement System)。這種讓氣缸停止工作的概念并不是什么新鮮事物。但現在工程師可以憑借可靠的電子系統在駕車者難以察覺的情況下實現氣缸工作數量的自由轉換。
在20世紀80、90年代以及本世紀初形勢嚴峻的時候，克萊斯勒就曾憑借創新走出了困境。在20世紀80年代和90年代初期，它分別推出了微型客車和豪華型SUV，在本世紀初它又推出了克萊斯勒300C的升級版。