來源:中國汽配在線
作為國家七大戰略性新興產業之一,大力發展節能與新能源汽車是實施《中國制造2025》的重要組成部分。盡管在新能源汽車產業高速發展的當下,節能與新能源汽車中的節能汽車技術路線,既是該重點發展領域內的三大發展方向(節能汽車、新能源汽車、智能網聯汽車)之首,同時也仍然是當前整體汽車產業背景下最為現實和可靠的可選擇路線。
在節能技術路線中,一些主要的核心總成與零部件技術,既是汽車產品不斷提高節能水平的保證,同時又是持續引領汽車技術能力更新的推動力。
熱效率與駕駛循環效率雙管齊下
目前,我國主要汽車集團在乘用車平臺技術、發動機系統等領域仍未完全掌握關鍵核心技術,尚未形成完整工業體系和開發能力,因此突破關鍵零部件和共性技術是強國關鍵和重點。
在工信部對節能技術的描述中,也有關于促進節能產品應用的相關要求:促進新一代增壓直噴、混合動力、輕量化、低摩擦等技術在傳統動力系統上的應用,形成完整的節能汽車產業配套體系,大幅提升節能汽車產業化水平。
說起目前產業中一些與節能最為相關的先進總成與零部件技術,大家心里也都裝著自己的喜好與傾向。下面,中國工業報記者結合《中國制造2025》和最新發表的《中國節能汽車發展報告(2015~2016年》(《節能汽車藍皮書》)來為大家梳理和介紹比較典型的節能技術路線與相關情況。
在《中國制造2025》有關技術創新的整體布局中,談到了節能汽車技術路線中最為主要的幾點:
一是動力效率提升20%~25%,由此帶動的節能貢獻率為20%~25%;二是整車風阻降低20%~25%,可由此帶動節油貢獻率4%~7%;三是整車滾動阻力降低20%~25%,節油貢獻率可達4%~7%;四是整車重量降低15%~18%,節油貢獻率可達6%~10%;五是微混合動力技術,如起停技術與48V系統技術,節油貢獻率可達4%~14%。通過以上技術的組合,傳統汽車的節油率可達40%以上,是完成中國從2016年至2025年的汽車產業總體節能目標的總體思考。
在發動機熱效率發展趨勢與目標方面,《中國制造2025》提出:到2025年,國內汽油機熱效率應突破40%,柴油機熱效率應突破50%,達到汽車強國水平。
具體來看,以汽油機節能技術路線為例,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(2%)、低摩擦(2%)、熱管理(3%)等;同時,依靠增壓直噴小型化(6%)、變速器速比優化(4%)、48V系統技術(10%)等提升駕駛循環效率的技術路線,總體可使整車節油率達到10%~20%,基本可實現到2020年乘用車百公里平均油耗5.0升的目標。
再通過FVVL(2%)、變壓縮比(3%)技術,可使汽油機熱效率進一步提升至40%,再結合超高增壓小型化(5%)和熱量回收(2%)等相關技術,最終可使汽油機的熱效率達到40%左右,整車節油率進一步提升7%,2025年乘用車百公里平均油耗達到4.0升的目標。
親近身邊的現實技術
在《節能汽車藍皮書》中,從有關消費者對節能技術的認知方面也可以看出,發動機技術中的增壓、缸內直噴、可變氣門、清潔高效柴油機、廢氣再循環、均質混合氣壓燃、停缸技術等,是普通消費者對發動機相關節能技術認知深淺程度的排列狀況;同樣,在變速器技術方面,多擋自動變速器(5/6/7/8AT)、CVT、AMT、6MT、6/7DCT、優化速比等是普通消費者對節能變速器相關技術認知程度深淺的順序。
從最典型的動力傳動總成技術對比情況看,增壓直噴發動機通過更小的排量與發動機尺寸實現了更高的動力水平,但增壓直噴技術應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、冷卻EGR等技術應用,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。《節能汽車藍皮書》認為,增壓直噴技術雖不能直接提升發動機的最大熱效率值,但擴大了發動機的高效工作區間,通過匹配多擋位自動變速器,同樣可實現車輛能耗的下降。
此外,《節能汽車藍皮書》中也有混合動力與清潔柴油機的對比論述。具體應用方面,作為傳統發動機節能領域,混合動力與清潔柴油機是目前節能效率較高、應用較廣的典型技術,在路況良好、平均車速高、政策法規略有傾斜的歐洲市場,清潔柴油機應用廣泛,而在堵車較嚴重、平均車速低、怠速工況頻繁的日本市場和美國大城市,混合動力車型實現了快速發展。
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的應用,可實現節能20%~45%;清潔柴油機可實現高壓縮比,無須用節氣門控制轉速,泵氣損失小,可在較廣的范圍內獲得高熱效率,可實現節能15%~30%。
通過以上節能技術梳理與介紹可以發現,其實很多較為熟知或相對神秘的節能技術可能就在我們身邊現實的車輛上,對相關技術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能汽車技術促進的從容和正確的態度。