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更好地節(jié)油

ainet.cn   2009年02月16日

對于汽車而言,可降低油耗的措施很多,包括:發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)的重新設計、采用重量輕的發(fā)動機、汽油噴射式直噴系統(tǒng)、柴油共軌噴射系統(tǒng)新的壓電噴油器、起步-停止功能、智能化的能源管理和擋位指示、根據(jù)實際需要而實施的轉(zhuǎn)向助力和冷卻空氣導流罩以及可調(diào)節(jié)的發(fā)動機輔助設備等。其中,汽油直接噴射系統(tǒng)是費用最高的降油耗措施。

 

倘若將動力系統(tǒng)的調(diào)整作為降低油耗的方式,那么整個發(fā)動機的設計方案都要重新審視,都要接受試車臺的檢驗。寶馬公司借助于其最新研發(fā)設計的7系列轎車進行了一系列的試驗驗證,試圖用335d535d轎車中使用的V6雙增壓柴油發(fā)動機來代替效率不太好的V8柴油機。而寶馬新型的745d7系列轎車始終保持1000/年的產(chǎn)量。對這一廢棄兩次繼續(xù)研發(fā)的行為,只能以環(huán)境保護為由來加以解釋。

 

節(jié)油技術(shù)不斷進步

 

節(jié)油項目的進展可以從一些細節(jié)中看出來,而這種進步需要具有創(chuàng)新精神的供應商來支持。例如:皮爾博格公司生產(chǎn)的冷卻泵使用的是電力驅(qū)動,只需原來皮帶傳動冷卻泵10%的動力。Hirschvogel公司為寶馬柴油發(fā)動機提供的動平衡軸采用了低摩擦系數(shù)的滾動軸承,替代了傳統(tǒng)的滑動軸承動平衡軸。

 

其他高檔轎車的競爭對手們也不慌不忙地緊跟寶馬公司進行著自己的研發(fā)工作。盡管如此,人們還是看到了競爭的端倪。奧迪公司的V6汽油發(fā)動機(2.8 FSI3.2 FSI)配備了兩級氣門行程控制系統(tǒng)。節(jié)氣門的2mm、5.7mm11mm 三種氣門行程使得進氣控制在各種不同的負載工況下都能有最佳的氣缸充氣效果。在車輛中速、穩(wěn)定行駛情況下,節(jié)油潛力可達7%。

 

通過降低、減少車輛的摩擦功率,奧迪公司還可以進一步節(jié)約5%的燃油。例如,他們把凸輪軸的鏈傳動系統(tǒng)重新設計了一遍,選擇了較小的水泵和機油泵,并對流量進行了按實際工況的控制調(diào)節(jié)。這樣一來,奧迪A4 3.2L FSI發(fā)動機的油耗為9.2L/100km,比原來配備的發(fā)動機每百公里節(jié)油大約1.2L。這些節(jié)約的燃油有一半要歸功于氣門控制系統(tǒng),另一半則歸功于摩擦功率的降低。

 

此外,奧迪公司還將泵嘴噴射系統(tǒng)應用到了共軌噴射系統(tǒng)之中:該公司的A4柴油四缸發(fā)動機使用的就是這樣的泵嘴-共軌噴射系統(tǒng)。目前,高壓共軌系統(tǒng)能夠達到的噴射壓力已經(jīng)超過了泵嘴系統(tǒng)所能達到的壓力。Boysen公司為其研發(fā)生產(chǎn)的創(chuàng)新性廢氣凈化系統(tǒng)具有很好的過濾器和催化器反應控制能力。Boysen公司為小型TDI發(fā)動機提供全套的廢氣凈化設備部件,包括氧化反應三元催化器和顆粒過濾器。

 

當寶馬公司還在努力點燃“高效動力”的火焰時,奧迪公司已將其“e-方案”稍稍后撤。他們的這一方案類似于寶馬公司的解決方案:也是利用一個Gel蓄電池存儲回收得到的能量,并且也帶有起步-停止控制系統(tǒng)。除此之外,還有縱置變速器和擋位指示等。這些都是從1981年開始逐步成長起來的“e-方案”的組成部分。從2008年年初開始,在新一代的3L V6柴油機中還將配備一種新的噴射系統(tǒng)——壓電噴油器和世界上首次使用的燃燒室爆振傳感器。

 

同樣,梅賽德斯-奔馳公司也用技術(shù)創(chuàng)新來代替技術(shù)革命。他們在新型C級轎車中的兩種1.8L汽油發(fā)動機中采用了增壓器,通過精確的發(fā)動機控制、動態(tài)增壓和改進的活塞實現(xiàn)了節(jié)油10%的目標。另外,當梅賽德斯-奔馳公司用強力增壓器取代普通增壓器時,還有進一步降低油耗的潛力。

 

混合動力汽車

 

所有高檔轎車生產(chǎn)廠正在研發(fā)設計的混合動力轎車是專門為美國市場考慮的。在通用汽車公司、戴姆勒公司和寶馬公司共同的協(xié)調(diào)組織推動下,寶馬公司將于2009年推出BMW X6型混合動力轎車,戴姆勒公司將推出不同的梅賽德斯變型轎車。在第二輪的合作中,將生產(chǎn)弱混合動力型的后驅(qū)轎車,例如類同于7系列和S級轎車的車輛。

 

2011年時,將會有C級系列的混合動力轎車問世:配備了Bluetec廢氣排放系統(tǒng)的C 300 CDI轎車。戴姆勒公司著名的汽車產(chǎn)品是燃料電池混合動力轎車。從2010年夏季開始,將會有B級燃料電池混合動力的轎車問世。而寶馬公司則一如既往地走自己的路:發(fā)展氫燃料電池發(fā)動機。奧迪公司則相對較晚:最早到2020年時,他們的混合動力汽車才可能與競爭對手相媲美。

 

當然,奧迪公司也有中期混合動力的批量生產(chǎn)計劃。由奧迪、大眾和保時捷公司共同研發(fā)的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)——在發(fā)動機和變速器之間增加一根曲軸的動力驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的離合調(diào)節(jié)既可單獨采用汽油機或者電動機進行,也可利用兩種動力源進行調(diào)節(jié)。但是,奧迪公司產(chǎn)品研發(fā)負責人Michael Dick先生表示,當鋰離子蓄電池能夠批量生產(chǎn)時,奧迪A4混合動力將首先問世。

 

 

-柴油發(fā)動機

 

戴姆勒公司正在研發(fā)的汽油-柴油發(fā)動機最佳結(jié)合方案目前還沒有準確的完成日期。這種被稱之為“汽-柴油機”的發(fā)動機,又稱為“HCCI發(fā)動機”,在這一設計方案中,汽油應像柴油一樣在壓力的作用下即可壓燃,而無需火花塞。他們的1.8L試驗發(fā)動機采用的是直接噴射技術(shù),配備了增壓器,可產(chǎn)生175kW的功率。結(jié)合一臺15kW的電動機,這一混合動力方案應能輸出400N/m的扭矩。豪華型轎車中,只有5.3L排量的發(fā)動機能夠達到這一水平。在拋除其他優(yōu)化措施的效益之后,僅這種汽油壓燃的點火方式就可以降低10%的油耗。

 

降低油耗和減少有害氣體的排放等這些施加在汽車生產(chǎn)企業(yè)身上的壓力正在不斷增加。然而,人們?nèi)詿o法確定歐洲是否還要實行統(tǒng)一的排放標準,要求所有的汽車生產(chǎn)廠生產(chǎn)出來的汽車都具有相同的排放性能。目前的發(fā)展趨勢是:為不同類型、不同類別的車輛規(guī)定不同的排放標準。這正是德國的汽車生產(chǎn)廠家不希望看到的情況。對于北美洲和亞洲,可能有不同于歐洲的排放規(guī)定。但是,世界各地的總體趨勢是:允許的有害氣體排放值在不斷地降低。

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