油電混合車型
節能減排技術一直是如今各大汽車廠商在研發上著重考慮的,這些技術貫穿在動力系統、車身設計、懸掛、輪胎、用料等方面。需要指出的是,動力性和節油性并非兩個完全對立面,其實,設計師的初衷是為了要提高動力性,進而衍生出更好的節油技術,不少節能減排技術都是因此而產生的。當然,優先以節能減排為目的的技術在量產車上越來越多,越來越常見。眾多節能減排技術當中,有的是兼顧提升動力與降低油耗,有的則完全偏重于節油,節能效果也因此有所不同。油耗已經成為消費者購車的重要參考指標,以下是市場上主流常見的節能減排技術,看看你的心水車型有沒有應用其中一二。
油電混合技術
混合動力有很多種,目前最成熟、最多車型應用的是油電混合技術,采用油電混合動力的車型稱為HEV(Hybrid Electrical Vehicle),是指同時裝備兩種動力來源——————熱動力源(由傳統的汽油機或者柴油機產生)與電動力源(電池與電動機)的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機,使得動力系統可以按照整車的實際運行工況要求靈活調控,而發動機保持在綜合性能最佳的區域內工作,從而降低油耗與排放。根據在混合動力系統中,電機的輸出功率在整個系統輸出功率中占的比重,也就是常說的混合度的不同,HEV的技術和成本也不一樣,當然電機在系統中的輸出功率比重越大,所要求的技術水平也越高。
優勢:市區行車節油效果很明顯(一定時速以下),行駛時發動機運轉安靜,油電混合是目前應用車型最廣泛的新能源技術,市面上可選車型較多。
不足:如果電池出現問題,維護成本高,加速反應不如傳統內燃機那樣犀利,某些插電式HEV受制于目前充電設施的不足。
節能效果:★★★★
純電動技術
純電動汽車省去了油箱、發動機、變速器、冷卻系統和排氣系統,相比傳統汽車的內燃汽油發動機動力系統,電動機和控制器的成本更低,且純電動車能量轉換效率更高,因為電動汽車的能量來源——————電,來自大型發電機組。電動汽車的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。目前電動汽車上應用的電源主要有鈉硫電池、鎳鉻電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等。
優勢:動力轉化效率高,排放零污染,電池一般免維護,用車成本大大降低。
不足:現階段純電動技術成本仍然很高,壽命和續航里程較短,一次充滿電一般應付不了長途行駛,充電設施欠缺也是一個障礙。
節能效果:★★★★★
氫動力技術
氫動力汽車是一種真正實現零排放的交通工具,排放出的是純凈水,其具有無污染、零排放、儲量豐富等優勢,因此,氫動力汽車是傳統汽車最理想的替代方案。由于沒有復雜的引擎和變速箱,它可以把所有的動力部件安排在薄薄的底盤里面。而與純電動車的電池的區別主要在于:蓄電池是一種儲能裝置,是把電能貯存起來,需要時再釋放出來;而氫燃料電池嚴格地說是一種發電裝置,像發電廠一樣,是把化學能直接轉化為電能的電化學發電裝置。因此,氫動力汽車也免去了充電的麻煩。
優勢:氫具有很高的能量密度,釋放的能量足以使汽車發動機運轉,與傳統汽車相比,氫動力汽車能量轉化效率高達60%-80%,為內燃機的2至3倍。而且氫與氧氣在燃料電池中發生化學反應只生成水,沒有污染,也不需要充電。
不足:氫燃料電池成本過高,而且氫燃料的存儲和運輸按照目前的技術條件來說非常困難。
節能效果:★★★★★
發動機增壓技術
汽車發動機的增壓技術可分為機械增壓和廢氣渦輪增壓兩種,其中廢氣渦輪增壓技術也就是我們常說的渦輪增壓因更高的能效比而應用得最為廣泛。增壓的最大優點是可提高發動機的功率和扭矩,同時由于燃燒更充分,因此也可以降低排放。發動機增壓技術最初是為了在排量不變的情況下,更大程度榨取發動機的動力,隨著小排量車型的流行,增壓技術的節能減排功效開始顯現,應用增壓技術,小排量發動機既可以保持較低的油耗水平,同時動力性超越同排量的自然進氣發動機。增壓技術的普及,也使得中高檔車能夠使用小排量發動機,變相地為節能減排出一分力。
優勢:排量不變的前提下,使得發動機獲得更高動力,也讓”小馬拉大車”更輕松。
不足:渦輪增壓發動機多少會有一點加速延遲現象,部分增壓技術成本較高。
節能效果:★★
發動機直噴技術
發動機缸內直噴系統,是將噴油嘴置于汽缸內部,其特色在于引擎燃油的取得不需要經過氣門的開啟,而能夠藉由計算機主動控制噴油時間、壓力與噴射量。與傳統噴射系統相較,缸內直噴不受限于傳統機械構造的進氣方式,而且能夠依照引擎所需隨時調整空燃比例等特點,均使其表現擁有無限的想象空間。發動機直噴技術更多見于歐美車廠,如大眾的FSI、寶馬的HPI、奔馳的CGI、PSA的THP、福特的EcoBoost、通用的SIDI,日系車廠中,比較有名的是馬自達的DISI和豐田的D4。
優勢:燃油燃燒更充分,效率高,油耗比多點噴射的發動機明顯低。
不足:對油品要求較高,技術成本也較高。
節能效果:★★★
其他節油技術
可變氣門技術
發動機可變氣門正時技術(VVT,Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應用于現代轎車上的新技術中的一種,發動機采用可變氣門正時技術可以提高進氣充量,使充量系數增加,發動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。尤其是現在混合動力汽車的不斷發展,其也能借著這項技術更自由地變換動力模式,使其內燃機的污染度進一步降低。最早在可變氣門發動機上獲得表現的當屬本田于上世紀80年代中期推出的VTEC發動機,現在,很多廠家都有自己的可變氣門技術,如豐田的VVT-i、寶馬的VANOS等。目前可變氣門技術已發展到DVVT,這是可變氣門技術的最高形式,在降低油耗和動力提升上更明顯。
節能效果:★★
發動機啟停技術
在擁堵的車況下,怠速浪費的燃油是非常驚人的,啟停技術就非常適合在擁堵狀態下使用,減少堵車和路口等紅燈時的怠速油耗損失。啟停系統越來越多地出現在新款的車型上,特別是在歐洲市場,這一系統可能在不久后成為標準配置。啟停系統的工作原理是,當車輛因為擁堵或者路口停止行進。駕駛員踩下制動踏板,停車摘擋。這時候,Start/Stop系統自動檢測:發動機空轉且沒有掛擋;防鎖定系統的車輪轉速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進行下一次啟動。滿足這三個條件后,發動機自動停止轉動。發動機節能啟停功能不會影響到駕駛舒適性和安全性。例如,在發動機達到理想運轉溫度之前,此功能不會啟動。當空調器尚未將駕駛室調節到理想溫度、當蓄電池未充足電或當駕駛員移動方向盤時,該功能同樣也不會啟動。
節能效果:★★★
車身輕量化
真正有價值的輕量化技術,應當是不以犧牲車輛安全為代價的。即采用現代設計方法和有效的手段對車身進行優化設計,或使用新型材料(質量更輕但是強度不減),以達到減重、降耗、環保、安全的綜合目標。研究表明,車重每減輕10%,油耗可降低6%到8%。空載情況下,約70%的油耗用在車身質量上。這意味著:只要通過科學的方式,將車身輕量化后,就可以有效減少燃油消耗。實際上,降低了汽車重量,碰撞時整個需要被吸收轉移的能量就會減少。同時,輕的汽車制動效果好,便于主動安全控制。在新材料方面,輕量化技術的目標已經由最初單純致力于鋁材研究,逐漸擴展至對型材、高強度鋼材、加固塑膠及鎂材料的應用;與此同時,輕量化設計也被系統地運用于車身、發動機、懸架等各個領域。綜合應用了新材料和新設計兩項輕量化技術改進過的汽車,能夠在省油和安全之間尋找到”黃金分割點”,以達到在保證整車高性能、安全的前提下,顯著降低油耗的目的。
節能效果:★★★
綠色輪胎
綠色輪胎是指由于應用新材質和設計,而導致滾動阻力小,因而耗油低、廢氣排放少的子午線輪胎。在汽車行駛中,能量會被各種阻力所消耗,其中約20%的汽油被輪胎滾動阻力所消耗。使用綠色輪胎就可以減少這方面的能量消耗,從而達到省油的目的。據測試,綠色輪胎與同等規格的輪胎相比,滾動阻力可降低22%-35%,并因此減少汽車燃料消耗3%-8%,其他性能如耐磨耗、低噪音、干濕路面抓著力等均保持良好水平。
節能效果:★★
( 編輯/邵陽 )
來源:羊城晚報
作者:許方華
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