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在电气化的大趋势下,车辆工程学生选择内燃机作为今后科研方向有前途吗?


2 个回答

  • 姚昌晟 | 2017-08-21 09:09:30

    谢邀。
    我猜想题主说的电气化是车辆的动力系统电气化,那我就按这个思路说说想法吧。
    前几天有个问题,是关于混动和纯电动到底哪个才是未来趋势的,到现在其实也并不明朗。按两个可能性讨论一下。
    如果混动最终成为大趋势,那么汽车行业需要的是内燃机、电力电子、控制系统等几个方面的人才。混动系统中的内燃机,由于与传统车的内燃机承担的角色不完全一样,采用不同的循环、不同的控制方式,因此也仍然需要研发人员的投入。因此学校的研究生、博士生在这方面也是有文章可写、有题目可以研究的。
    如果纯电动成为大趋势。那么从目前的状态向纯电动过渡的这几十年,内燃机和混动仍燃将并行存在和发展。虽然总有人说内燃机出现这么久,该改进的早都改进完了。实际上技术的进步从未停止,比如启停、停缸这些技术都是这几年才大规模应用的。还有一点不可忽略的是,各国的排放法规都在推动内燃机的不断优化,这也是越来越多的车型使用混动技术的原因之一。要研发这些技术,自然就需要大量的科研和研发投入。

    所以, 我觉得这个问题的严重性,还不至于影响到一个研究生或者博士生的前途。

    本问答由姚昌晟提供

  • 姚昌晟 | 2017-08-21 08:34:19

    以下是我对这个问题的看法。

    1. 内燃机将继续在汽车上担当重任。

    • 就乘用车动力系统而言,相较于电池,内燃机仍是并将长时间是成本更低、可靠性更高的动力源。
      • Ÿ内燃机在混合动力系统中是重要的组成部分。混合动力汽车中,内燃机正承担着重要的角色。适用于混合动力系统的新型发动机(如本田开发的Hartson循环发动机)代表混合动力系统发动机的未来发展。
      • Ÿ生物替代燃料、天然气燃料等等新型清洁燃料赋予了发动机更多的可能性。
    • 就商用车动力系统而言,内燃机将长期作为主要的动力源存在。
      • Ÿ取代商用车发动机的地位?也许要靠燃料电池动力系统了……
    2. 内燃机仍有相当广阔的科研前景待深入发掘。
    • 燃烧、流动机理复杂艰深。
      • Ÿ到今天也没有人能够说得明白发动机里到底发生了什么。
    • 先进燃烧的发动机开发是前沿热点。
      • Ÿ压燃式发动机会是发动机的未来。合适的燃料(或flexible的燃料)+高压缩比+缸压闭环控制+EGR(必不可少)+先进的喷射控制,将可以实现高效清洁的燃烧。近十年来,类HCCI的先进燃烧模式PCCI LTC RCCI等等分别从不同的角度入手在一定的负荷范围内实现了稳定的高效清洁燃烧。
    • 新型混合动力系统的开发。其中复杂的动力系统控制问题、发动机的技术升级与匹配、机电耦合中的动态问题等等,既是热点也是难点。
      • 开个脑洞,先进燃烧发动机也许会成为混合动力所需要的发动机。先进燃烧遇到的问题在于中高负荷受限以及起动,对于混合动力来说,这些完全可以交给电动机。
    3. 发动机领域研究生的科研方向的选择
    • 有坑可填,有水可灌。
      • Ÿ工程上要面对一个极为复杂的多输入多输出的非线性控制系统。机、电、热皆有涉及,机械设计到编程都是需要的技能,从低频的能量管理到高频的循环内燃烧控制都是需要可以深入研究的问题。
      • Ÿ学术上如2.中列举的内容,有很多学术点值得发掘。
      • 这是个值得热爱的领域,有句玩笑是这样的,与ENGINE打好交道,才是真正的Engineer。

    • 研究生活与电动化大趋势的关系。
      • 一个博士研究生的课题持续时间是3~5年,我并不认为一个博士的研究会对大趋势带来多么巨大的改变,也不认为大趋势会影响到一个博士生的发展。

    • 研究生活与行业前景的关系。
      • 国内前途不佳,发动机制造一直以来就是软肋所在,决心投入行业学以致用恐怕非一人之功,需要一代人的投入与大量资源的匹配。
      • 尽管如此,我并不认为博士的个人发展会与自己的研究牢牢捆绑在一起。一个合格的发动机出身的博士,应该已经具备了解决很多课题之外问题的能力了,也足以面对更多的可能性与更大的挑战。

    本问答由姚昌晟提供

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