登 陆 注 册

010-65537365

  • 电子邮箱:zhaohui@qiche365.org.cn
  • 信函地址:北京市天通中苑51号315-316
首页|质量投诉|专家答疑|召回知识|新闻中心|召回公报|汽车知识|汽车三包|专家平台

【汽车与环境】节能降耗迫在眉睫 车企以何突出重围

2017-12-26盖世汽车

“依靠成熟技术,传统动力总成还有30%左右的油耗下降空间,若结合轻量化技术的推广应用,油耗还有进一步下降的空间。作为帮助达到各汽车市场油耗目标的必须技术措施,若零部件企业能顺势而为,也是企业向创新驱动转变的良好机遇。”在12月9日的汽车与环境创新论坛的节能分论坛上,奕森科技总裁、国家“千人计划”特聘专家辛军如是说。

近年来,欧美日等发达国家都在通过技术标准和法规不断加大乘用车燃料消耗量要求,随着我国汽车节能降耗法规及标准的不断提高,未来我国在推行新能源车的同时,还需大幅提高车辆燃油经济性并进一步降低CO2排放,汽车节能减排技术因此成为各车企当前关注的热点。

东风汽车:搭建共生的节能架构 实现安全、节能、智慧的交通大体系

高效发动机是实现低碳节能的核心技术,在东风技术中心副院长、国家“千人计划”特聘专家周剑光看来,动力总成的技术升级是永久的主题,他在汽车与环境创新论坛节能分论坛上表示,传统的动力总成升级是今后相当长的一段时间内必须做的课题,也是非常有效的方式。传统发动机并非到2025年或者2030年就消失,传统的动力总成在相当长的时间内还会存在,而且对动力总成的升级东风将会孜孜不倦的追求。“未来汽车将从单纯的交通工具转变为智能终端服务载体,人车路共生的交通模式逐渐形成,通过搭建共生的节能架构,可使汽车从单一的运动个体转变成为具有一体化运动群体,最终将实现安全、节能、智慧的交通大体系。”

周剑光认为,如果要用几个关健词来概括发动机技术,传统发动机的动力总成升级的关键词就是两个字:可变。采用可变技术,动力总成效率提高就会非常快。东风公司在动力总成研发上持续发力,目前已形成了从1.0升到2.0升ABC三个系列的发动机,搭载DF1、DF2的平台上,目前已经量产。当前东风正致力于一款可变压缩比技术发动机的开发,将于2018年下旬推广到中国市场,此前在2017年5月份已实现了样机点火,下一步将进行性能的开发。初步的测试结果显示,该发动机热效率达到40%,最佳油耗点的区域非常大,将来该发动机对RDE实际的道路工况能达到非常好的油耗。

除了传统的发动机,东风公司同时也做混合动力和新能源,目前已具备了混合动力和纯电动整车与核心零部件等技术储备。在新能源动力总成研发上,东风公司从2016年开始研发燃料电池,计划2018年底到2019年研制出第一台30千瓦40千瓦半功率的燃料电池的样车。

在智能减排方面,东风公司通过发展车辆智能化提升节能效果,在安装智能驾驶辅助的整车上,通过调节ADAS的算法,在不增加硬件成本的情况下降油耗。具体做法是收集如道路的坡度、交通状况等车辆的行驶状况和道路状况,采用具有预测功能的控制策略提高经济性。实际道路RDE状况下测试结果显示,在比较通畅道路上可节油4%-5%,拥堵道路上实现节油8%-10%,综合道路节油7%-8%,而采用混合动力去实现1%的节能成本要远高于此。

上汽乘用车:以主流小排量增压为基础,持续技术升级及电气化

基于2020年面临的挑战,上汽乘用车推出蓝芯动力系统,通过技术升级进一步降低油耗。在汽车与环境创新论坛节能分论坛现场上汽乘用车技术中心总监、国家“千人计划”特聘专家徐政表示,下一阶段将针对中国四五阶段油耗法规的要求,以及国六还有欧6D,WLT、RDE测试工况电气化和混动需求,2020年以后会将更新的技术快速应用到产品,最主要的就是可变压缩比。“当前的变革时期,对动力的系统发展肯定有深远的影响,多元化动力系统会在较长时间内共存,从目前发动机的角度来讲,我们将以主流的小排量增压技术为基础,持续做技术升级及电气化,不断提升效率满足消费者的需求。”

动力系统是核心的技术,需要有完整的研发体系支撑,这也是自主品牌在早期发展阶段通常会遇到的较大瓶颈。上汽乘用车通过多年不断的努力,建立起比较完整的研发体系。徐政坦言,“我们的核心竞争体系和世界主流OEM非常类似,包括从项目管理到本体的设计开发到仿真的支持、试验开发、电控、标的软件工程以及动力系统和整车集成的功能。我们和制造、质量保障也有非常密切的关系,具有软硬件的基础设施和规范的手册等一系列支撑。”

荣威i6蓝芯SGE 20T发动机作为今年“中国心”年度十佳获奖发动机之一,在动力性方面,具有最大功率169马力,最大扭矩250牛米,全面超越主流合资品牌2.0L发动机。技术先进性方面,荣威i6蓝芯SGE 20T发动机采用了GDI(喷油嘴中置直喷)、HPI(6孔高压喷射)、TURBO(废气涡轮增压)等一系列先进技术,带来更高效的动力表现。在6.3km的直线性能路上,荣威i6在加速性能、响应速度等方面,遥遥领先其他车型,具有出色的动力性能。

在节能减排方面,荣威i6蓝芯SGE 20T发动机采用中置直喷技术,相比同级众多合资车型的直喷发动机采用的侧置直喷技术,能更精准地控制喷油与进气混合,油气混合更加均匀、充分,实现更高效的燃烧、更低的油耗及排放,燃油经济性领先20%,轻轻松松地帮消费者“省钱”。荣威i6还以2.99L的百公里极限油耗,获得吉尼斯世界纪录认证,展现了超强的节油能力。

AVL:乘用车未来动力驱动系统技术发展方向

从当前汽车保有量来看,到2025年将有1亿的内燃机车辆,其中50%含有一定程度的电气化或混动,这对当前各项节能减排和动力系统的开发具有积极的促进作用。针对这一现状,谈到目前整车和动力总成未来的趋势,AVL 乘用车汽油发动机动力系统高级产品经理Hubert FRIEDL在汽车与环境创新论坛节能分论坛上表示,降低CO2的排放已作为重要工作被所有整车厂商提上日程,由于边界条件的加重(如WLTP)而导致CO2限制更严格,对于车型来说选择适合它的电气化,也不能忘记新型的内燃机和变速箱,这方面有很多可以改进的空间。“降低排放是当前在欧洲很流行的一种说法,‘柴油门’事件出现以后大家都比较关注真实道路测试的RDE,希望对环境做到零影响,在任何工况下避免内燃机对环境产生任何影响和污染物,这是未来的一个最终目标。”

天然气、电能以及燃料电池都是值得关注的新领域。中国出台了新能源汽车的法律法规政策,中国国6B法规比预想来的更早一些而且很严苛,考虑到未来有一些可能面临的挑战,油耗目标可能还将进一步变严,颗粒物测量范围变小,RDE是动力总成发展技术的重要驱动力,对汽油机的发展有非常强的促进作用,到明年可能所有汽油机都要加上颗粒物指标。

美国早已增加不同工况的实际测试,在郊区道路、城市道路等真实环境中,工况变得更加复杂,道路工况、驾驶风格、环境因素、温度、湿度和海拔等都被考虑在内,这些都列入了RDE的测试环境条件。要体现出在不同的驾驶环境和驾驶风格下达到的排放情况,并且都要满足标准,这是一项很大的挑战。RDE不仅仅是欧洲的正在讨论的一个话题,还将会引入到中国及世界其它各国。

内燃机方面将有很多具有涡轮增压的发动机,以更好的满足RDE和其他法律法规的要求,每年都会做技术升级改进,包括排量减排。将其与其它种类的车结合起来降低排量,当然还包括动力系统组成,也会变得越来越重要。中混系统的动力将会增加,功率将从15千瓦增长到20千瓦到30千瓦,主要是48伏,在成本和功率之间达到平衡。对于传统动力系统的方向Hubert FRIEDL认为,“当前主要是对于整个发动机和内燃机的优化,有很多优化的方向,比如说可变阀和增压的优化,可变压缩比率也是非常有前途的技术,并不是说把所有的技术都一口气做下来,而是一步一步的,把我们节能的未来真正的化为现实。”

江苏上淮动力:以高性能天然气发动机为清洁低碳汽车动力

天然气能源是优质高效绿色清洁的低碳能源,是我国稳步推进能源消费革命、构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的必由之路,也是有效治理大气污染、积极应对气侯变化等生态环境问题的现实选择,国家发改委等13部委已下发《加快推进天然气利用的意见》。对此,江苏上淮动力有限公司董事长、国家“千人计划”特聘专家韩志玉有自己的见解,他在汽车与环境创新论坛节能分论坛上指出,“天然气的主要成分是甲烷,分子式为CH4,相同发热量下燃用天然气比燃用汽油产生的二氧化碳减少20.6%,目前还没有哪个技术一下子能够把二氧化碳在比较低成本的情况下降低20.6%。”

天然气作为车用燃料的基本特点包括:清洁燃烧,有害排放低,可实现无颗粒排放;二氧化碳排放低;利用燃烧特点可以设计更好的发动机;辛烷值高,可以采用较高的压缩比。对于天然气发动动力性下降的问题,韩志玉指出,“这是很多人的误解,其实这并不是天然气本身的缺点,它要占据空气的一部分进入舱里,不是燃料燃烧造成的,就像我们进门,我们三个人出去带一点油放车上,要加一部分的空间给另外一个人出去,充气效率低,导致动力下降,其温度、排气温度和热负荷要重新考虑,我们的实践就是开发高性能天然气发动机。”

高性能天然气发动机的特点包括:废气涡轮增压、天然气MPI+汽油MPI、当量燃烧、三元催化后处理、单一ECU控制两种燃料喷射、天然气喷射压力8bar、压缩比12以及15L汽油箱等。“为什么是MPI?按照法规及欧洲的实践,我们气站没有加油站多,允许你装一个加油箱,做法规认证只考核你天然气,假设按照双燃料,超过一箱油箱,要经过天然气考核,在我们国家执法越来越严,是不允许的,法规上会视为为单一原料。”

由于充气效率低,因此动力受影响下降,对此上淮动力做了一系列的优化,采用非对称配气系统(AVT技术)专利设计,提高发动机中低速输出扭矩。此外,上淮动力通过做多循环、多缸、全复合实验测试天然气的嘴放置对混合气体影响,发现喷射器安装角度对混合气均匀性影响相比喷射时刻要小,而且是多循环。韩志玉坦言,“天然气是现实的汽车低碳技术,在广袤的大地上我们不应该采用单一的能源技术,而应该采用“油、气、电”多元的汽车能源政策,我认为在近10年、20年采用“油、气、电”的可能性最大。”

江淮发动机:直喷汽油机燃烧系统开发解析

江淮汽车纯电动轿车和SUV已经发展到第七代,混合动力的MPV也在今年广州车展正式发布,目前已经试售,百公里油耗为7升多,动力系统采用GDI发动机,性能表现出色。江淮发动机性能开发总监陈玮在汽车与环境创新论坛节能分论坛上讲解了该发动机的燃烧系统开发过程。 

直喷汽油机燃烧系统开发传统方案包括喷雾特性测试、喷雾模型标定、缸内油气混合CFD计算、缸内燃烧以及排放CFD计算、光学发动机测试、缸内流场验证和台架实验验证等,这些是直喷汽油机燃烧系统开发难点。陈玮表示,“油气混合不好做,还有电控的问题,我们认为从源头硬件的本身来讲,油气如果想混合,最主要就是喷油汽道,必须要有非常强的CAE分析功能,如果想分析好,经验和模型都要有,还要有措施,比如喷雾、流场测试等。”

经过几年的发展,江淮摸索出成熟的开发流程。“我们总结出几个经验,设计必须要有源头,首先要有燃烧系统的设计方案,比如汽道滚流比是多少。再将此方案提供给CAE分析部门,分析清楚前还必须经过大量的测试,比如喷雾和发动机的测试。”陈玮介绍说,“我们当时开发这个发动机的时候,自己设计出来一个光学发动机。光学发动机开始设计制造,CAE开始正常分析,然后做一个设计,后面是整机开发,很多企业都做到这一步后,后面就很清楚,硬件选型就结束了,后面就是正常标的。”

陈玮表示,喷油器喷雾参数的测试可以很好的支持喷雾CFD模型的建立和校准,光学发动机缸内流场和油气混合的测试可以很好的标准缸内气体CFD模型,使CAE计算精度大幅度提升;光学发动机的测试可以直观的发现缸内气体流场、油气混合以及燃烧的具体情况,可以给CAE模型精确的校准,检查发动机所有的工况,进而较快的发现和改进问题;CFD分析与喷雾和光学发动机测试同时进行,避免了因为漏测导致的模型校准数据不全,可进一步提高CFD模型校准的效率和准确度。

您有任何疑问都可以到《专家答疑》频道向专家咨询;您还可以点击首页的《汽车投诉》进行投诉!

关闭
官方微信平台