熱效率與駕駛循環(huán)效率雙管齊下
目前,我國主要汽車集團在乘用車平臺技術(shù)、發(fā)動機系統(tǒng)等領(lǐng)域仍未完全掌握關(guān)鍵核心技術(shù),尚未形成完整工業(yè)體系和開發(fā)能力,因此突破關(guān)鍵零部件和共性技術(shù)是強國關(guān)鍵和重點。
在工信部對節(jié)能技術(shù)的描述中,也有關(guān)于促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用的相關(guān)要求:促進(jìn)新一代增壓直噴、混合動力、輕量化、低摩擦等技術(shù)在傳統(tǒng)動力系統(tǒng)上的應(yīng)用,形成完整的節(jié)能汽車產(chǎn)業(yè)配套體系,大幅提升節(jié)能汽車產(chǎn)業(yè)化水平。
在《中國制造2025》有關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的整體布局中,談到了節(jié)能汽車技術(shù)路線中最為主要的幾點:
一是動力效率提升20%~25%,由此帶動的節(jié)能貢獻(xiàn)率為20%~25%;二是整車風(fēng)阻降低20%~25%,可由此帶動節(jié)油貢獻(xiàn)率4%~7%;三是整車滾動阻力降低20%~25%,節(jié)油貢獻(xiàn)率可達(dá)4%~7%;四是整車重量降低15%~18%,節(jié)油貢獻(xiàn)率可達(dá)6%~10%;五是微混合動力技術(shù),如起停技術(shù)與48V系統(tǒng)技術(shù),節(jié)油貢獻(xiàn)率可達(dá)4%~14%。通過以上技術(shù)的組合,傳統(tǒng)汽車的節(jié)油率可達(dá)40%以上,是完成中國從2016年至2025年的汽車產(chǎn)業(yè)總體節(jié)能目標(biāo)的總體思考。
在發(fā)動機熱效率發(fā)展趨勢與目標(biāo)方面,《中國制造2025》提出:到2025年,國內(nèi)汽油機熱效率應(yīng)突破40%,柴油機熱效率應(yīng)突破50%,達(dá)到汽車強國水平。
具體來看,以汽油機節(jié)能技術(shù)路線為例,通過以下主要幾種熱效率提升路線,大致可使汽油機熱效率從35%提升至38%,即兩段VVL(3%)、米勒循環(huán)(2%)、低摩擦(2%)、熱管理(3%)等;同時,依靠增壓直噴小型化(6%)、變速器速比優(yōu)化(4%)、48V系統(tǒng)技術(shù)(10%)等提升駕駛循環(huán)效率的技術(shù)路線,總體可使整車節(jié)油率達(dá)到10%~20%,基本可實現(xiàn)到2020年乘用車百公里平均油耗5.0升的目標(biāo)。
再通過FVVL(2%)、變壓縮比(3%)技術(shù),可使汽油機熱效率進(jìn)一步提升至40%,再結(jié)合超高增壓小型化(5%)和熱量回收(2%)等相關(guān)技術(shù),最終可使汽油機的熱效率達(dá)到40%左右,整車節(jié)油率進(jìn)一步提升7%,2025年乘用車百公里平均油耗達(dá)到4.0升的目標(biāo)。
親近身邊的現(xiàn)實技術(shù)
在《節(jié)能汽車藍(lán)皮書》中,從有關(guān)消費者對節(jié)能技術(shù)的認(rèn)知方面也可以看出,發(fā)動機技術(shù)中的增壓、缸內(nèi)直噴、可變氣門、清潔高效柴油機、廢氣再循環(huán)、均質(zhì)混合氣壓燃、停缸技術(shù)等,是普通消費者對發(fā)動機相關(guān)節(jié)能技術(shù)認(rèn)知深淺程度的排列狀況;同樣,在變速器技術(shù)方面,多擋自動變速器(5/6/7/8AT)、CVT、AMT、6MT、6/7DCT、優(yōu)化速比等是普通消費者對節(jié)能變速器相關(guān)技術(shù)認(rèn)知程度深淺的順序。
從最典型的動力傳動總成技術(shù)對比情況看,增壓直噴發(fā)動機通過更小的排量與發(fā)動機尺寸實現(xiàn)了更高的動力水平,但增壓直噴技術(shù)應(yīng)用也帶來了成本增加、冷啟動時排放水平下降等問題。而通過阿特金森循環(huán)、冷卻EGR等技術(shù)應(yīng)用,輔以匹配多擋位DCT或CVT變速器,可得到較原汽油機型更高的熱效率值,從而降低車輛能耗?!豆?jié)能汽車藍(lán)皮書》認(rèn)為,增壓直噴技術(shù)雖不能直接提升發(fā)動機的最大熱效率值,但擴大了發(fā)動機的高效工作區(qū)間,通過匹配多擋位自動變速器,同樣可實現(xiàn)車輛能耗的下降。
此外,《節(jié)能汽車藍(lán)皮書》中也有混合動力與清潔柴油機的對比論述。具體應(yīng)用方面,作為傳統(tǒng)發(fā)動機節(jié)能領(lǐng)域,混合動力與清潔柴油機是目前節(jié)能效率較高、應(yīng)用較廣的典型技術(shù),在路況良好、平均車速高、政策法規(guī)略有傾斜的歐洲市場,清潔柴油機應(yīng)用廣泛,而在堵車較嚴(yán)重、平均車速低、怠速工況頻繁的日本市場和美國大城市,混合動力車型實現(xiàn)了快速發(fā)展。
具體而言,混合動力通過電機輔助、再生制動能量回收、純電工況行駛、怠速停機等功能技術(shù)的應(yīng)用,可實現(xiàn)節(jié)能20%~45%;清潔柴油機可實現(xiàn)高壓縮比,無須用節(jié)氣門控制轉(zhuǎn)速,泵氣損失小,可在較廣的范圍內(nèi)獲得高熱效率,可實現(xiàn)節(jié)能15%~30%。
通過以上節(jié)能技術(shù)梳理與介紹可以發(fā)現(xiàn),其實很多較為熟知或相對神秘的節(jié)能技術(shù)可能就在我們身邊現(xiàn)實的車輛上,對相關(guān)技術(shù)較為深入的知曉和不盲從,也許是從廣大消費者選車角度對節(jié)能汽車技術(shù)促進(jìn)的從容和正確的態(tài)度。
來源:中國汽車材料網(wǎng)