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技术+能源:双轨挺进08奥运年

作者:雷伶俐 发布于:2008-04-11 10:35:59 来源:政府采购信息报

  绿色盛行的奥运年,环保节能科技成为所有行业的焦点,各大汽车厂商也不再局限于推出一两款换代车型。而是把更多的精力放到汽车未来发展的研究上。如何让汽车更节能、更环保、更高效是各大车展争相展示的主题。因为新技术的应用是代表国际车展重要性核心内容之一。

■技术篇

  记者获悉,大众汽车将在即将召开的北京国际车展中专门开辟“绿色科技车队”展区,全面展示迈腾2.0LTDI、速腾1.4LTSI,途安EcoFuel以及Tiguan2.0LTDI四款凭借先进绿色科技技术而蜚声全球的车型。

  TDI即涡轮增压柴油直喷发动机,采用了最新的高压燃油喷射技术——泵喷射系统。此系统使柴油与空气混合更充分,燃烧更彻底;同时采用氧化型催化反应器,大大降低了CO、HC、颗粒的排放,其中CO2排放与同排量汽油车比可降低30%。另外,采用EGR系统,大大降低了NOx产生,其排放指标满足EU3标准。据了解,奥迪、捷达、宝来都拥有搭载TDI的车型。

  而福特汽车将于本次车展上展出最新研发成功的发动机技术—EcoBoost。EcoBoost英文的意思是“生态促进”,兼具涡轮增压和燃油缸内直喷两种技术。采用这种技术的发动机,燃油效率提升20%、二氧化碳排放降低15%,还能提供大排量发动机所拥有的卓越驾驶性能。

  刚在国内上市的第八代雅阁3.5L轿车,搭载了日本本田研制的可变气缸发动机。这款发动机拥有全球最先进的VCM可变气缸管理技术,能够随着行车的实际需要,控制发动机在3缸、4缸和全6缸三种工作模式之间自动切换。在车辆起步、加速或爬坡等需要大功率输出的情况下,6个气缸投入工作;在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时,4个气缸运转;在中速巡航和低发动机负荷工况下,仅运转3个气缸。由于这项新技术的采用,第八代雅阁3.5L轿车90km/h等速油耗仅为6.8升,大大低于同级别产品。

  发动机的研发创新是节能减排的核心因素,决定着汽车企业的命脉,而另一个起到关键作用的因素就是能源的创新。

■能源篇

  由于油价不断上涨,各个厂家都尝试用新的能源、驱动方式或者节油技术来达到降低油耗的,甚至取代燃油的方式。其中,丰田的油电混合动力作为比较成熟技术,目前已经得到了逐步的推广。而欧洲厂商则多以柴油机与电动机的组合方式来达到更为节能和环保的目的。

  混合动力是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式,优点在于车辆启动停止时,只靠发电机带动,不达到一定速度,发动机就不工作,因此,便能使发动机一直保持在最佳工况状态,动力性好,排放量很低,而且电能的来源都是发动机,只需加油即可。

  目前世界上只有丰田、通用、本田、福特等几个大型跨国汽车集团在混合动力车方面掌握了比较尖端的技术,并且已经开始用于量产车的生产。有消息说,美国和日本的汽车企业已经开始了在混合动力车市场上的竞争,其中丰田的Prius混合动力车在世界上已经销售了50万台,在日本的价格相当于人民币16万元,仅仅比同级别的汽油车贵3万元人民币。但这款车在国内的售价为28万至30万元人民币,显然进口组装的混合动力车在价格上还比较昂贵,所以不少国内企业均表示将重点开发价格较低的自主品牌混合动力车。预计三五年后整个混合动力车的市场将达到100万辆级的规模,中国也将是混合动力车最大的潜在市场。

  与此同时,在电能、氢能得到普遍的关注后,越来越多的新能源也开始受到汽车业内的关注。环保的生物能源成为下一个研究的重点,从农作物中提炼的乙醇就可以用作燃料,此类型的车也被喻为“喝酒的汽车”。
 
  高油价的压力迫使国内外汽车企业加快新能源汽车产业化的进程。但新能源汽车在我国尚属起步期,一汽、上汽、东风、吉利、比亚迪、长安、奇瑞等企业都在加紧研发,有的已取得突破性进展,但和国外汽车巨头相比,还存在较大差距。

  详解FSI发动机技术

  FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写,意指燃油分层喷射。该技术的运用使FSI发动机与传统发动机相比拥有更低的油耗、更好的环保和更大的输出功率和扭力。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃?顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低,汽油与空气之比可达1:25以上。
 
  大众FSI发动机利用一个高压泵,使汽油通过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到12:1左右,外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层。

  TFSI——涡轮增压燃油分层喷射发动机

  而TFSI实际上就是比FSI多了一个T字,这个T字代表的则是涡轮增压技术——而发动机本身也的确是在FSI发动机的基础上增加了一个涡轮增压机。涡轮增压是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动,在带动进气涡轮压缩进气,提高空气密度,同时电脑控制增大喷油量,配合高密度的进气,因此可以在排量不变的条件下提高发动机工作效率。国产的奥迪A4上面就采用了这样的一款TFSI发动机。

  TSI——涡轮-机械增压发动机

  TSI发动机的设计非常巧妙,它实际上是把一个涡轮增压器(Turbocharger)和机械增压器(Supercharger)一起装到一台发动机里面。涡轮增压器由于废气涡轮的惯性,会有发动机相应的迟滞现象。而机械增压器则是由发动机转轴直接带动,能够随着发动机转速变化而线性地改变自己的转速。2005年,大众1.4升直喷汽油发动机首先搭载了这套系统(至今装备到大众量产乘用车的也只有这一款TSI发动机)。它能发出125千瓦/27.5公斤米的输出。■ 整理/雷伶俐

  记者笔记:

  生物燃料助力我国节能发展

  节能减排是汽车行业的国际趋势,随着国家宏观调空指导思想由“产能过剩论”向“节能减排论”转移,汽车企业更加快了研发步伐。

  汽车减排应该是发动机、后处理装置、燃油技术三者的联动。汽车减排最初是从发动机燃烧技术的改进入手,但随着排放法规的不断加严,就需要安装后处理尾气净化装置了。而一套重型柴油车后处理装置的成本是3~5万人民币,快相当于一台发动机的价格了,这会使柴油机变得“节能不节钱”。可以说,在发动机和后处理两方面国内外已挖尽了潜力,但燃油技术并未充分发挥作用,根据节能减排的需要找到更理想的燃料,将更有利于减排的实现。

  汽车安全与节能国家重点实验室副主任王建昕表示关于汽车燃料,目前应格外关注生物燃料的发展。生物燃料不仅可以减少对石油资源的依赖,大幅降低“全生命周期”的CO2排放,而且有显著减少排气污染的作用,比如像具有含氧和液态特征的乙醇和生物柴油等含氧生物燃料。
 
  研究结果也表明,基于生物燃料设计的含氧混合燃料,可以大幅度降低柴油车微粒排放,有可能不用后处理装置、不改造现有供油系统,就达到国Ⅳ排放法规。

  就汽车技术“第一梯队”的美日欧三个板块来看,欧洲目前大量推广掺混5%~10%生物柴油的柴油机燃料,美国一半以上的州都在使用加10%乙醇的乙醇汽油,并已开始推广使用生物柴油,日本一直在进行有关研究,但受资源所限,尚未见到成规模的推广使用。而我国目前已经在10个省或者直辖市推广使用乙醇汽油。 

  据了解,国家863计划已立项支持生物柴油的研究试验,国内已形成了年产数十万吨生物柴油能力,因此目前我国最有希望大规模应用的替代燃料是乙醇、生物柴油和已形成规模的天然气。如果国家对这些替代燃料的推广应用积极引导,我国有可能在2020年与美日欧各国同期实现汽车替代燃料20%的目标,在生物燃料的应用方面跻身国际“第一梯队”,来一次汽车节能减排的“跨越式”进步。
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