在围绕电动汽车的所有炒作中,您认为原本即将停产的不起眼的内燃机可以原谅您。
但是,借用马克·吐温的一句话,有关其死亡的报道被大大夸大了。
即使是最热衷于电动汽车的支持者也指出,到2020年,将有90%的新车将使用内燃汽油或柴油发动机出售。
尽管几乎没有人怀疑某种形式的电气化是未来汽车不可回避的一部分,但大多数专家认为提高引擎技术的效率是温暖地球的万灵药,而不是破坏零排放高速公路。
为什么?因为与电动汽车相比,更高效的内燃机可以立即带来气候效益,并产生更广泛的影响,而电动汽车如果没有政府的严格补贴,在未来几年中将仍然价格过高。
有了这些知识,大多数汽车公司花费在研发替代动力总成上的时间都花在了内燃机上。
在很大程度上,结果令人印象深刻。在高端市场尤其如此,通常高端市场的燃油消耗大户。
梅赛德斯·奔驰的新5.5升V8发动机尽管产生了更大的动力,但其效率却比它所取代的发动机高25%。路虎,法拉利,保时捷和玛莎拉蒂也取得了类似的增长。与12个月前使用的家用汽车相比,超级跑车使用的燃料更少。
对于大多数制造商而言,重点是通过涡轮增压,增压,直接喷射或在某些情况下同时使用这三者,从小容量发动机中获取更多动力。
通过改进整个内燃过程,以提供更准确的燃料输送并减少浪费,制造商相信他们可以实现通常从混合动力总成中获得的那种燃油效率增益。
大众汽车正在将充气引导至强制进气(将更多的空气送入燃烧过程)。最新的大众高尔夫中的1.4升涡轮增压和增压发动机是该技术可以实现的一个很好的例子。
尽管其发动机容量较小,但新款高尔夫比旧的2.0升车型动力强劲,在0-100公里/小时的速度中几乎快了一秒钟,但燃油消耗却减少了22%。
大众的新型Polo轻型汽车将进一步提高缩小尺寸的门槛,预计涡轮增压的1.2升发动机将超过旧的1.6升。
其他制造商正在谈论更少的气缸:铃木和日产在最小的汽车中都装有三缸动力装置,即奥拓和新的迈克拉(尚未在澳大利亚发布)。
宝马已经确认正在为其1系和3系汽车开发三缸发动机,而有传言称它也在开发两缸发动机。
福特等其他公司则使用小型柴油发动机来提供类似混合动力的燃料消耗。福特的新嘉年华ECOnetic是澳大利亚最省油的汽车,领先于汽油电的丰田普锐斯。
但是,日产汽车产品计划高级副总裁安迪·帕尔默(Andy Palmer)表示,谦逊的汽油发动机的经济性仍然是令人信服的论点,甚至反对柴油发动机。
他说:“汽油发动机比柴油发动机的优势在于,它制造起来便宜得多,因此更容易销售。”“它使我们能够将价格点吸引人。”
帕尔默说,日产替代燃料的方法是开发适合不同市场领域的不同解决方案。该公司将在今年晚些时候推出电动汽车Leaf,但仍将继续使用常规发动机。
他说:“当您能够以低得多的成本获得相同的结果时,将一台该死的昂贵柴油发动机或混合动力发动机放到一辆小型车上有什么意义呢?”“显然,您可以根据自己的观点,使更多的人享受低燃料成本或低二氧化碳的好处。”
马自达澳大利亚董事总经理道格·迪克森(Doug Dickson)表示同意,他说,到2020年,“ 80%至98%”的汽车将由内燃机驱动。
迪克森说:“到[2015年],我们将[燃油消耗]减少30%,”他指的是马自达的新型Sky系列更高效的发动机,该发动机将与启停技术和其他节油措施结合在一起。
“而且它不依赖大规模的公共基础设施投资。”
帕尔默说,提供绿色环保的汽车解决方案只有在客户不必为环保而付出代价的情况下才有效。
他说:“一般来说,如果您在这辆车和那辆车之间有一个基本选择,并且除了这辆车的排放量为零或更低之外没有什么大不同,那么您将倾向于绿色选择。”说。“但是如果您被要求为绿色选择支付溢价,您可能不会。我们的目的是为消费者提供这种选择,而不必为此付出额外的费用。”
但帕尔默承认,最终目标是使消费者逐渐摆脱内燃机的动力。
他说:“我们是说到2020年,我们希望我们的机队中有10%是纯电动的。”
内燃机只能做很多事情。.。之后,您必须提供某种帮助,而电力是寻求该帮助的最合逻辑的地方。我的预测是,到2020年或2025年,每辆汽车都会有某种形式的电力辅助。
但是帕尔默说,纯电动驱动对于大型车辆和越野车等较重的车辆并不实用。
他说:“随着汽车的重量越来越重,该技术还不支持这种技术,因此,走上清洁柴油或混合动力汽车的路线自然就很自然了。”
作为这种“课程马”方法的一部分,日产汽车致力于减轻重量和发动机尺寸,以及改善空气动力学性能,以减少传统内燃机车辆对环境的影响。
日产汽车公司的Micra项目主管Vincent Cobee说,最大的挑战是改变客户对他们在汽车中真正需要什么的看法。
“态度正在迅速变化……您需要在城市汽车中获得多少马力?”科比说。
“人们普遍认为,城际驾驶需要大型发动机。由于法规和交通拥堵,这种看法在欧洲和日本已被彻底杀死。”
节油型汽车的最大敌人之一是每种新型号的重量都会逐渐增加,这要归功于安全法规以及客户对更多小玩意和生物舒适性的需求。例如,最新的福特猎鹰比1960年发射的第一辆重600公斤。
“我们如何补偿这种(体重增加)?我们通过增加发动机功率来补偿。”
汽车公司一次解决这个问题一公斤。
最新的马自达2的天线较长,因为短而笨拙的马自达2需要加重装置,增加了几克。Holden Commodores现在具有可选的备用轮胎-所有这些都是为了减轻重量,并在其强制性挡风玻璃贴纸上为汽车提供了更低的燃油等级。
在新的Micra上,日产通过一系列微不足道的措施减轻了汽车的重量。
例如,该公司没有为仪表板涂漆。它还对汽油箱进行了重新设计,使其具有七公斤的优势,并在汽车的腹部采用了波纹状表面,以在保持重量的同时保持刚度。
屋顶采用了相同的方法,其中回旋镖形的脊提高了屋顶表面的刚度,从而降低了由较高速度的振动所产生的常见的轰鸣声。新的设计使开发团队可以去除机舱天花板上常用的阻尼材料。
“文字在墙上。改善燃油经济性的最佳方法是减轻重量。”
梅赛德斯-奔驰替代燃料研究负责人赫伯特·科勒说,传统的内燃机将继续保持“在未来15至20年的面包和黄油中,当然还要靠电气化的支持”。
他说:“能源领域的各种变革-从木材到煤炭,从煤炭到石油,从石油到天然气-一直都是进化的发展,而不是某种革命。”
梅赛德斯计划明年在展厅中推出电动版的Smart和A级城市汽车。
科勒说,如果没有某种形式的政府支持来抵消电动汽车高昂的开发成本和较低的初始产量,电动汽车将很难获得销售动力。
他说:“第一步是最关键的一步。”“从小批量开始时,应该有某种形式的补偿,以产生滚雪球效应。”
他说,存在危险,如果该行业试图过快地发展,可能会损害电动汽车的声誉并延缓该技术的应用。
科勒说:“我不认为我们应该推动这种做法,将尚未成熟的产品推向市场,给客户带来麻烦。”
内燃机的一大吸引力就在于此。从许多方面来说,这是我们所知道的魔鬼。自19世纪以来,工业内燃机就以各种形式出现。相比之下,混合动力汽车只有不到十年的历史,而电动汽车在上世纪90年代死胎复燃之后,才刚刚开始商业化开发。
最大的担忧之一仍然是电动汽车的电池寿命。丰田和本田是仅有的两家在该领域具有长期经验的主要汽车公司,尽管丰田使用镍氢电池,而不是新一代锂离子电池。
不祥的是,丰田汽车表示其耐用性和可靠性选择了镍氢电池。
业界担心电池可能成为消费者接受该技术的绊脚石,特别是如果它们证明不可靠并且像手机和笔记本电脑一样容易出现问题时。
当电池占汽车总成本的40%时,可靠性和耐用性就变得至关重要。相比之下,一个普通的内燃机通常可以运行至少200,000公里,相当于大约13年的平均驾驶时间。
然后是范围的问题。装有新型3.0升直接喷射V6发动机的霍顿Commodore可以使用一个油箱从墨尔本驱车到悉尼,而一次装满大量柴油则可以行驶1000多公里。
相比之下,200公里似乎是大多数电动汽车的上限。在美国进行的小型电动汽车试验的经验表明,在寒冷天气下,电动汽车的续航里程可能会进一步降低。
日产承认澳大利亚的炎热天气意味着更多地使用空调和增加电池的电力负荷。
日产澳大利亚公司董事总经理丹·汤普森说,范围问题很可能使电动汽车在未来几年内成为澳大利亚家庭中辅助汽车的角色。
他说:“很可能它将成为家庭中的第二辆汽车。”
日产零排放部门负责人渡边秀明对此表示赞同。
“那是美国的情况。他说,他们将拥有一辆大型汽车,可以承受重载和整个家庭的长途跋涉,但在日常使用中,他们将使用Leaf。通用汽车公司说,它有一个解决EV范围焦虑的方法:内燃机。广受赞誉的Volt EV有一个内secret的秘密,一个小型的内燃汽油发动机-有效地是一个车载发电机-当其电量耗尽时,可作为电动机的“增程器”。
通用汽车认为电动汽车只能为零排放机动性提供部分解决方案,因为它们没有长途行驶里程,因此证明了对传统汽油动力的依赖。汤普森不同意。他说:“如果有人想要一种纯粹的零排放解决方案,那么Leaf或纯电动汽车是唯一的解决方案。”
“所以,增程器,是的,我想它克服了消费者的忧虑,因为它可能耗尽电池并在无处可去的情况下用尽,但这是我们内燃机所遇到的同一问题。沙漠里没油了。
“我认为他们的解决方案是零排放和环境的部分解决方案。”
丰田澳大利亚公司产品规划经理彼得·埃文斯(Peter Evans)表示,在未来五到十年内,汽车的电气化将“有所侵略”,但这并不一定意味着电动汽车本身。
他说:“下一个重要步骤是能够捕获车辆的动能并将其转换为唯一易于创建和存储的能量,即电能。”
可以从制动过程中恢复动能并将其存储起来以供以后使用的再生制动系统已经在诸如普锐斯(Prius)之类的日本混合动力车上使用了十多年,但是该行业的其他领域终于赶上了。
一些节能的创新技术包括:智能交流发电机,当发动机不处于负载状态时,该交流发电机可转换为发电机;飞轮可捕获能量,并将其反馈给电池;以及停机启动系统,在正常情况下会在一定的交通流量下怠速运转,从而关闭发动机灯。空气动力学和低滚动阻力轮胎也有助于使内燃机更环保。
埃文斯说,电能是汽车的理想之选,因为“您可以快速产生电能,可以快速存储电能,也可以快速将电能回收”。
改善内燃机的其他解决方案包括直接将燃油喷射到气缸中,低摩擦的发动机零件,轻巧的气门和旨在让工程师在更高温度下运行发动机的系统,以及使用高压冷却系统而不是大型冷却系统。会产生阻力的散热器。
一些系统已经在赛车运动中使用了几年,但直到现在才被主流采用。
埃文斯说:“最终,汽车应该在后面留下尽可能小的热信号,因为这浪费了能量。”
“阶跃变化,范式转变,是捕获使用内燃机产生的动能,将其转化为电能,然后在需要时将其返回给汽车,以减少对汽车的需求。汽油发动机。”
活泼和创新的功能将为内燃机带来新的生命
1具有较小容量发动机的涡轮增压器和/或增压器可产生更大的功率,而燃料却更少。
2停止启动技术可减少怠速时的燃油浪费,同时将燃油直接喷入气缸可提高效率。
3替代燃料,包括柴油,液化石油气和以乙醇为主要成分的E85汽油,运行起来会更强大,更高效且更便宜。
4重量轻的组件,车身面板和发动机零件,再加上改进的空气动力学性能和较低的滚动阻力轮胎,可降低发动机负荷。
5再生制动可回收热能并将其传递给电池,从而减少发动机负荷和燃料消耗。
火花开始飞过成本
经过十多年的广泛怀疑,汽车工业已广泛接受其长期未来取决于电气化。
但是,即使是最热心的电动汽车支持者也承认,增加道路上零排放汽车的数量存在很大障碍。
价格和范围是阻碍买家广泛接受的两个最大障碍。
日产汽车刚刚宣布其Leaf电动汽车在美国的售价约为33,000美元(合36,000美元),远高于同等大小的汽车。通用汽车预计将以超过4万美元的价格出售其Volt EV,而三菱的i MiEV在日本的售价约为7万美元。
结合这一事实,每个人仅靠电力就可以行驶不到200公里,而普通驾车者的吸引力几乎看不到。
接受的关键在于政府补贴和基础设施支持。尽管事实上这三款EV都计划在2012年之前用于本地销售,但现阶段似乎都不在联邦政府的议程上。
迄今为止,日产和三菱政府的态度一直充耳不闻,日产产品计划高级副总裁安迪·帕尔默(Andy Palmer)表示,这种冷漠态度可能会促使该公司将Leaf的供应转移到其他地方。
帕尔默说:“在政府有帮助的地方,显然该国会提早购车。”
在欧洲,政府将提供高达5000欧元(7340美元)的激励措施,而在美国则提供7500美元的税收减免。
没有某种形式的当地财政激励或基础设施支持,很难看到澳大利亚将收费率领到全电动车队。帕尔默说:“这是一条双向路。”
日产零排放部门负责人渡边秀明(Hideaki Watanabe)承认,范围焦虑是另一个大障碍。
日产汽车正在为电动汽车免费提供路边援助服务,但这听起来远非理想。
渡边说:“这可能是一个快速收费。”“在最坏的情况下,它将被拖走。”
他承认,寒冷的天气也限制了行驶里程。在美国进行的迷你电动汽车试验显示,车载加热器和空调会严重消耗续航里程。
渡边说:“寒冷的天气会影响射程,因为您可能会使用加热器之类的东西。”“但同时,您可以做的是
开始之前,请对汽车进行预热。这样可以防止里程损失。”
日产澳大利亚公司首席执行官丹·汤普森说,炎热的天气将在澳大利亚造成类似的问题。
“如果在炎热的天气上车并提高空调的速度,那肯定会更快地耗尽范围。”
从油嘴到油箱
二手尿布和昨晚的外卖食品可能被证明不是内燃机的救星。
霍尔顿(Holden)是许多公司的研究之一,这些公司希望将卑微的家庭废物转化为乙醇,以替代依赖于世界上日益减少的原油供应。该技术利用细菌吸收一氧化碳,二氧化碳和氢气,并排出乙醇。
霍尔顿希望通过开发其最畅销的Commodore版本来鼓励在澳大利亚使用乙醇,该版本可将85%的乙醇和15%的汽油混合使用,称为E85。目前,大多数汽油车只能接受含10%乙醇(E10)的混合物。
该公司表示,乙醇有可能将澳大利亚对原油的依赖减少多达30%。主要问题是基础设施。尽管加德士(Caltex)致力于扩大泵的数量,但该国的E85加油站不到六个。
液化石油气是原油的另一种潜在替代品,尽管尽管政府给予了补贴并且油价便宜得多,但这种燃料一直难以获得新车购买者的认可。然而,霍尔顿和福特仍然看到液化石油气的巨大潜力,因为汽油和柴油不可避免地变得更加昂贵。
澳大利亚拥有大量的液化石油气自然资源,据称该燃料对臭氧层的危害还不如汽油,同时污染程度也低于柴油。
正在探索的第三种替代方法是压缩天然气(CNG)。与液化石油气一样,它在澳大利亚供应充足,尽管由于其所需的存储空间比汽油大得多,所以范围受到限制。霍尔顿坚持不懈地研究燃料,并表示有可能开发基于传统家用天然气出口的加油系统。
同时,尽管宝马已暂停对其氢动力7系的测试,但仍在研发燃烧氢的内燃机。
其他制造商,包括梅赛德斯,都不赞成这项技术。
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