动力燃料革新挖掘汽油发动机的潜力
动力燃料革新 挖掘汽油发动机的潜力
不用太久，科幻电影《巴克•罗杰斯》(Buck Rogers)中主人公的座驾就会实实在在地摆在我们面前。
汽车的基本概念自亨利•福特(Henry Ford)时代以来没有什么太大的变化，仍然是四个轮子上面托著一个盒子，靠汽油发动机来驱动。但在未来10年间，21世纪的轿车与亨利•福特时代的T型车相比将出现前所未有的显著变化。
伴随消费者要求提高轿车安全性、节能性和智能化的呼声日益提高，汽车制造商们纷纷开始对汽车的设计思想进行彻底反思。结果是：汽车工业掀起了一轮创新和实验的高潮，其声势堪称汽车诞生以来从所未见。
轿车将变成电子智能设备，而不再仅仅是单纯的机械装置，这种情形已愈发成为可能。电脑控制的系统将取代各种设备和线路来控制车辆的转向、刹车和变速。雷达技术将赋予车辆“侦测”周边危险的能力，甚至可以协助操控系统做出规避动作。传统汽油发动机独霸天下的局面已经成为历史，油电混合动力发动机正在崛起。研究人员们正在研制以氢元素和由食用油等廉价原料制成的生化柴油作燃料的新型发动机。
对于通用汽车(General Motors Corp.)、福特汽车(Ford Motor Co.)等行业巨头来说，上述行业动态既可能帮助他们摆脱当前的困境，也可能把他们进一步推向深渊。毫无疑问，产品创新是甩开其他竞争对手的途径之一，但弄巧成拙的风险也同时存在。
发动机技术的进步或许也会缓解汽车行业面临的监管压力，因为政府和环保组织一直斥责该行业在减少汽油内燃机所产生的尾气方面并未尽心尽力。
未来更美好
创新将不仅仅体现在发动机和车身材料方面。越来越多的新车型已可接收卫星广播，驾驶者可选择的节目频道因此而增加到数十个。
与此同时，设计师们正准备对轿车的内部设计进行一番划时代的改造，以便让驾车者和乘车者在漫长的旅途中忘记疲劳。汽车业巨头们近期推出的一些概念车就像是移动的起居室，配备有旋转座椅和电视机等娱乐设备。
购买新车的流程也会发生显著变化，因为互联网的普及让消费者可以轻而易举而且往往免费获取到产品定价、促销及车辆性能等方面的信息。而在以往，消费者往往要在购车之前花上好几个小时的时间在展厅里了解车辆的基本情况，向销售人员询问各种相关问题。
美国各州在特许销售方面做出的硬性规定使得轿车厂商无法从事直销经营，因此，轿车经销商仍然会是购车过程中一个必不可少的环节。但丰田汽车(Toyota Motor Corp.)等一些轿车企业正在进行一些尝试，力图将讨价还价的过程降到最低限度，并为消费者提供了在展厅中对他们中意的车型进行个性化配置的新途径。这些努力如果取得成功，将为新车展厅营造出一个更为温馨的环境。例如，在全美最大的丰田汽车经销商Longo Toyota of Los Angeles那里，展厅为购车人提供了众多在购物中心才能见到的娱乐设施，如礼品店、咖啡馆，还为消费者开辟了一块使用笔记本电脑的区域。
不过，许多正在研究中的重要创新都与电子器件有关。当然，这并不令人感到惊讶。汽车界的业内人士经常挂在嘴边的一个说法便是，即使是一辆普通汽车，它所具备的计算能力也要超过阿波罗登月火箭。从发动机控制系统，到刹车防抱死系统，再到安全气囊，这些装备无一不体现著车辆的卓越计算能力。但未来汽车中，电脑在自动化和智能化方面将会发挥更大的作用。
汽车制造商们已经推出了电子稳定控制系统。这种系统能够在车辆发生侧滑或倾斜时激活刹车系统，确保车辆不会偏入旁边的车道。汽车厂商们正在用电子系统取代机械系统来控制车辆的转向和刹车。至少从理论上说，电子系统相对于与线路、软管、液压装置配合使用的传统机械系统更胜任这些工作。
宝马汽车公司(BMW AG)已经在一些车型上推出了“主动驾驶系统”，借助小型马达和电脑控制，该系统可根据具体情况来调节车辆的转向幅度。例如，在以低速状态驶出拥挤的停车场时，这套系统将增强方向盘的转向效果，为车辆驶出狭窄的停车位提供便利。在高速状态下，这套系统将降低方向盘的灵活性，从而提高车辆的平稳性。这套系统的最新版本还能确保车辆在打滑的路面上踩刹车时不会出现侧滑。
轿车也在变得越来越智能化。虽然数量还不多，但有越来越多的车辆配备了巡航驾驶系统。这种系统可以探测与前车之间的距离，在过于贴近前车时将自动放慢速度，在距离拉大时提速，始终与前车保持安全距离。车身侧面雷达侦测系统不久后也会面世，这种系统可以帮助驾车者观察到车身两侧的视野盲点区域是否有车辆靠近。
能够确定车辆位置并把车辆的方位快速显示在仪表盘上的车载全球卫星定位系统正在日渐普及。现在，汽车制造商们准备迈出新的一步：提供实时交通信息，以便于驾车者及时判断出哪些地方发生交通阻塞，在几秒钟内想出绕行路线。
对于汽车制造商和技术供应商们来说，真正的挑战是如何把过去10年间已经发展成熟的各种安全和导航系统整合到一起。结果应该是，至少从理论上说，车辆可以维持一定的速度匀速行驶，与其他车辆保持安全的距离；如果驾车者突然无法正常驾车，汽车的自动驾驶系统可以自动开启，调节好刹车和方向控制装置，同时让安全气囊、安全带和座椅做好相应准备，以应对可能发生的撞车事故。
目前还没有汽车厂商宣称准备推出具备自动驾驶功能的车辆，但这并不是说在技术上无法实现，说不定哪一天企业出于营销的需要真会推出这个概念（当然这需要得到相关法律部门的认可）。
动力燃料革新
另一个同样迫在眉睫的问题是，汽车厂商们正在运用高新科技来应对提高车辆节能效率的挑战。在美国，每加仑汽油价格不久前已经涨至3美元，在可预见的未来可能还将进一步上涨。这让汽车制造商和消费者重新意识到节能的重要性。在其他国家，政府对汽车产业的政策越来越受到可持续发展战略的影响。这意味著政府将对汽车制造业提出更严格的环保要求。
通用汽车、丰田汽车等汽车巨头已正式宣称，用燃料电池替代汽油内燃发动机是它们的终极发展目标。燃料电池可以把氢元素转化成水和驱动车辆所需的电力。燃料电池技术在上世纪90年代末取得了长足的进步，燃料电池的体积已大为缩小，其可靠性和输出功率也有很大提高。
但燃料电池在走向市场的过程中仍面临著巨大障碍。首先，成本问题这一关就难以逾越。产生1千瓦的功率，燃料电池目前消耗的成本为500美元，而内燃发动机消耗的成本仅为50美元。对于每辆车的利润能达到1,000美元就算是个了不起成就的汽车产业来说，成本因素无疑是个巨大的障碍。
另一个重要的问题是消费者如何以及在哪里为他们的燃料电池补充氢燃料，这可是一个应该先有蛋还是先有鸡的问题。通用汽车估计，把全美100座大城市里的1.2万个加油站转化为燃料电池加料站需要高达120亿美元的投资。汽车厂商们表示，只有在把加油站改造成燃料电池加料站的过程完成后它们才会大规模销售燃料电池汽车。但石油产业对投资兴建氢燃料补给站没有多大的兴趣，除非汽车产业承诺开始大规模销售氢燃料动力汽车。
与此同时，汽车制造商也在寻找燃料电池之外的其他动力来源。公众已经看到了一些成果。不久前，油电混合动力车还被视为“另类”，就像人们第一次见到苹果(Apple)的个人电脑和索尼(Sony)的Beta录像机一样。如今，丰田汽车出品的Prius轿车和雷克萨斯(Lexus) RX 400运动型多用途车(SUV)、福特汽车制造的Escape混合动力SUV、本田汽车(Honda Motor Co.)出产的雅阁(Accord)和思域(Civic)混合动力车都已跻身美国市场最畅销车型行列。丰田汽车还准备为其最畅销的佳美(Camry)推出混合动力车型，通用汽车业准备到2007年推出Chevy Tahoe大型SUV混合动力车。
要想在美国市场上取代依靠汽油发动机的传统车型，混合动力车还有很长一段路要走，但它显然已经迈过了市场开拓这个阶段，渐为美国主流消费者所认可。通用汽车的副董事长罗伯特•卢茨(Robert Lutz)今年早些时候在与投资者会晤时表示，混合动力技术已经成为一种象征，它反映出公司的技术实力以及环保意识，它还关系到企业在公众心目中的形象：如果能造出混合动力车，就说明这家公司的实力尚可；如果不能，则说明实力不济。
挖掘汽油发动机的潜力
与此同时，一些汽车制造商正在用全新的眼光来打量内燃发动机，并且发现这种发动机在经过了一个世纪的完善之后仍然大有潜力可挖。本田汽车的首席执行长福井威夫(Takeo Fukui)去年曾经表示，即便是性能最佳的内燃发动机也会将燃烧汽油所产生热能的80%浪费掉。提高汽油的使用效率可以使汽车的节能效果得到显著提高。目前，美国的车辆消耗1加仑汽油的平均行驶里程约为20.8英里。
电子学和软件的进步使得汽车工程师可以重新考虑过去尝试过但最终放弃的一些节能设想。戴姆勒克莱斯勒公司(DaimlerChrysler AG)推出了高性能版本的Hemi V-8发动机，最大功率为425马力，与20世纪60年代大型轿车大行其道时的老款Hemi发动机(426马力)不相上下。但戴克的工程师表示，安装新款Hemi发动机的车辆在高速路上消耗1加仑汽油可以行驶20英里的路程，燃油效率比老款Hemi发动机要高出近1倍。
区别在于：新款Hemi发动机运用了高科技的电子控制系统，对油耗进行了合理的规划：在高速巡航状态下，让8个气缸中的4个停止工作。克莱斯勒把这套根据路况调节气缸工作状态的系统称之为多段式排量调节系统(Multi-Displacement System)。这种让气缸停止工作的概念并不是什么新鲜事物。但现在工程师可以凭借可靠的电子系统在驾车者难以察觉的情况下实现气缸工作数量的自由转换。
在20世纪80、90年代以及本世纪初形势严峻的时候，克莱斯勒就曾凭借创新走出了困境。在20世纪80年代和90年代初期，它分别推出了微型客车和豪华型SUV，在本世纪初它又推出了克莱斯勒300C的升级版。