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双发动机动力系统能否普及推广?

发布日期:2016-09-02  来源:互联网  浏览次数:418【字号:
    8月28日,中国工业报记者在北京美丽的雁栖湖畔,与多位业内专家和相关媒体人士一起,试乘并跟踪记录了一项有趣的事情——一辆自重接近1.8吨的SUV(实测时平均乘员4人),在相当于城市与郊区混合交通状况下行驶,实测的综合百公里油耗为6.3升!
   如果不管什么技术方案,只按实测的油耗计算,它的节能水平已经与丰田公司两款双擎混合动力车——卡罗拉与雷凌相当(计入车重的影响)。
   那么,是什么先进的技术能够得到这么好的测试结果呢?答案可能会使你吃惊,也可能让你多少有些失望,这是一辆同时搭载了2台1.0升4缸自然吸气发动机的SUV所得出的测试成绩。

为改装后的双发动机舱
简单方案
发动机1台变2台

   记者注意到,双发动机车的原车是北汽出品装有三菱4G632.0升4缸自然吸气汽油发动机的SUV,其汽车型号名称为BJ6466MJB1,整车整备质量为1730公斤,额定功率为140千瓦,工信部标称的市区工况油耗为12.5升/100公里。据该车用户和4S店的反映,该车的实际市区工况油耗当在14升/100公里以上。
   也就是说,双发动机改装车的实测油耗6.3升/100公里,只相当于14升/100公里的45%,相当于实际油耗下降达一半以上。即使以其原有的标称油耗12.5升/100公里来衡量,油耗的下降幅度也近一半,节油效果十分明显。
   据该改装车的技术发明者和负责人沈勇介绍,这项已经申请专利并称为 “可变排量车用动力系统”的技术灵感来自于对欧美国家早已有的停缸技术的反思,即设计难度大、生产复杂的发动机停缸系统,并不能实现停缸就停机,停缸后的活塞、连杆等仍然存在着高速的机械运动,活塞与气缸套之间依然在消耗着摩擦功,整体系统仍然存在着不做功的耗能运转。
   因此,所谓先进的停缸技术的总体节能效果一般,其节油率通常为5%~13%,在个别工况点也可达到30%的节油率,但并不是普遍现象,并且还存在停缸后的震动与不舒适问题
双发动机动力系统
真正的停缸就停机

   那么,有没有一种简易可行的替代方案呢?答案也许就是眼前的双发动机解决方案。尽管其发明人沈勇称其为 “可变排量车用动力系统”,但显然整个动力系统的变化就是由2台1.0升排量的国产自然吸气汽油发动机取代了原有的2.0升汽油机,排量确实是可变化,但只是1台主发动机和1台副发动机的关系。通过转换开关和动力耦合装置,可随时使车辆的动力系统处于1台主发动机工作或2台发动机工作两种状态,整体的发动机工作排量只在1.0升和2.0升之间来回切换,或者可理解为在4缸发动机与8缸发动机之间切换,因此称之为双发动机动力系统似乎更为贴切。
   双发动机动力系统的工作原理就是:在汽车低速起步、等速巡航和低速行驶过程中或下坡等路段,使用小排量工作模式,即只用1台主发动机工作,以节省燃油消耗;当需要加速 (包括起步加速)、爬坡、重载等工况时,另一台副发动机可随时通过耦合装置启动加入到动力驱动之中,从而达到按需增减动力,实现真正的停缸就停机。
思路巧妙
解决世界性节能难题

   这项由中硅融德投资集团投资并由北京北齿有限公司协助完成改装、调试和路试的样车,已经在北京的多种路况下路试了20余次,总行驶里程达3000多公里,其实际测试油耗与原车的工信部标称油耗相比,市区工况平均节油率为45%左右,市郊工况的平均节油率为20%左右,整体节油效果明显,拥堵路段的节油效果更为显著。
   让人更为信服的是,虽然目前该系统还是靠一个拨杆进行手动转换,但该双发动机动力系统在单、双发动机动力切换过程中并没有任何像换挡不良那样的顿挫感,总体运转平顺,大小排量动力切换自如。
   参与试乘体验活动的中国汽车工业协会、中国内燃机工业协会、中国汽车自动变速器创新联盟以及来自相关高校和变速器厂商的人士皆对该项技术给予正面评价,认为它是一种利用了市场上完全成熟的技术和可靠的零件以及简单的机构,即解决了一个世界性的难题,不失为实现国家中长期车辆节能目标的一种非常实用的解决方法。
发明初衷
让更多车具有变排量能力

   比较有意思的是,双发动机动力系统的发明人沈勇并不是汽车科班出身,他的发明灵感主要来自于当兵时对汽车的熟悉和热爱。说起对双发动机动力系统的发明,正是由于他观察到绝大部分汽车都存在 “过高动力储备”现象,大多数情况下汽车是在平路上中速行驶或者载荷较小,因此汽车发动机普遍处在 “大马拉小车”的“出工不出力”状态,此时的泵吸损失加大且燃烧效率较低,从而造成了燃油的极大浪费。
   之所以有发明该双发动机动力系统的想法,沈勇还有一个埋在心里的初衷,即当前装有停缸技术的变排量发动机普遍是大排量 (5~7升)的多缸 (V8、V12等)豪华大型乘用车,但在2.0升左右的中小排量汽车上应用,在全世界范围内仍然是空白。如果双发动机动力系统能够在大范围内推广应用,则它所带来的节能与减排收益是显而易见的,甚至有可能起到替代现有多数混合动力车型的目的。
专家意见
方案成熟但问题颇多

   参与测试和研讨的多位行业专家对于沈勇的双发动机系统既普遍加以肯定,但也提出了不少质疑和建议。包括中国内燃机工业协会常务副会长兼秘书长邢敏、中国汽车自动变速器创新联盟秘书长李盛其、中国汽车工业咨询委员会副主任安庆衡,以及北京理工大学车辆工程系汽车研究所所长席军强教授等分别表示,该双发动机动力系统在主要结构上通过一个由3个普通齿轮构造的动力耦合装置和一个单向超越离合器即实现了2台发动机之间的动力转换,与停缸机构所需要的液压系统、电磁系统及复杂的探测与反馈控制系统相比较,不仅结构极其简单,而且几乎不存在什么动力损失,也没有多余的噪音和震动,思路巧妙明确。此外,成熟发动机系统也解决了每一台发动机本身的动平衡与噪声问题,不失为一种极为现实的节能解决方案。
   与此同时,专家们也提出,该双发动机动力系统在理论方法上的研究还需要加强,目前所进行的3000多公里的路试测试离真正的可靠性试验,在试验程序和强度上与真正的样机开发水平还相距甚远,双发动机自身的先进性和轻量化问题也要有所改进,应该通过市场调研了解该动力解决方案的市场重心在哪里,应尽早选定适合的主机厂商合作尽快实现量产上市。
记者后记
戴着“绿色眼镜”再看双发动机方案

   带着多少与专家们同样的疑惑,记者也在替沈勇和投资方中硅融德思考着一些应当改进或改善的地方。比如,今后除了用原车的原机进行节能比较外,是否还可以与一些同类车型装有涡轮增压等先进发动机的车型甚至是柴油机或混合动力车型进行PK,这样出来的比较结果也许更客观、更让人信服。在理论研究上,先不提比较深奥的模拟试验等,把2台发动机单独与耦合状态下的万有特性曲线图画出来还是比较容易的,以此来分析,或许会找出哪两种排量的发动机进行匹配是最佳方式,得出的结果有可能并不一定是等排量的2台发动机,而且还可能得出一组或一系列最佳的耦合配对。另外,既然副发动机每一次参与工作几乎都不存在怠速等运转工况,从更高级别上讲,副发动机未来理应采用阿特金森循环或米勒循环的机型,以更好地发挥其效率。
   在道路测试方面,应该在试验车上加装行车记录仪,记录下各种行驶路况下的操作和运转参数,形成自身的路谱图,以便进行更好地改进和未来加入自动控制因素。同时,未来在相关车型上目录时可能会遇到问题,因为到目前为止所有上目录车型都还只有一台发动机(大客车的空调专用发动机除外)或一台电机或是两种动力的混合,所有出厂合格车辆上的发动机都要进行标准编号并记录在案的。因此,双发动机动力系统中的副发动机以什么形式存在是个疑问,可能会给相关管理部门出一个不大不小的难题。
   再从产品的全生命周期和绿色制造理念看,双发动机动力系统在制造端和轻量化上已经输给了其他市场上已有的如涡轮增压、起停系统等各种现有的技术解决方案,肯定不符合全生命周期的绿色制造要求。同时,在维修保养等后市场端,也存在零件、材料与用品的双重消耗问题,这些都是双发动机动力系统在产业化过程中需要思考的。 (中国工业报记者 赵三明 文/图)
 
 
 
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