APP下载

信息速递

2015-12-14

汽车工程师 2015年5期
关键词:发动机汽车

骏派D60荣获五星安全评价

2015年度C-NCAP第1批车型评价结果在中国汽车技术研究中心公布。其中骏派D60以59.6的高分荣获C-NCAP“五星”安全评价,在历年所有SUV评价中排名第1,历年自主品牌车型评价中排名第1,且这一成绩更是C-NCAP史上的第2高分。在完全正面碰撞、40%偏置碰撞、侧面碰撞及座椅鞭打4项试验中,骏派D60均成绩优异,尤其在侧面碰撞和座椅鞭打试验中获得了满分,并在ISOFIX装置及ESC等5个项目上获得加分。

骏派D60在设计之初就将保障乘客安全作为核心指标。采用H-body高强度笼型车身,整车高强度钢板使用量达60%以上,大部分车型高强度钢板使用率仅为40%左右;前后车门防撞横梁采用大尺寸1 500 MPa超高强度钢板,即使是核潜艇的高强度钢板也只有1 280 MPa。“B”截型前防撞梁采用辊压生产工艺,且前防撞梁系统与其他安全系统有效匹配,在车辆发生碰撞初期吸收大部分冲击载荷并将力分散传导到机舱边梁、侧围及地板等部位,保证驾驶室的空间变形较小。同时配备了6个安全气囊、前排预张紧式安全带、后排3个三点式安全带、防鞭打头枕及管柱式EPS转向系统等安全装置,充分保证了驾驶员的全方位安全。

把地图打到风挡上的汽车导航技术

瑞典WayRay公司开发了名为Navion的全息激光导航设备新技术,该技术可将导航地图直接投射到前挡风玻璃上。由于激光会在挡风玻璃上“绘制出”道路地图和路线指南,驾车人可以在双眼不离开道路的情况下获取行驶路线,这将是最为安全的导航技术。另外消费者可以直接购买设备用于旧车,而不用专门去购买一部新车。但该技术的缺陷是需要开车人手势操控启动和关闭。而在开车过程中,双手或单手离开方向盘,都会带来一定程度的危险。而且某些国家要求人们在开车途中,不得有其他物品阻挡挡风玻璃的视线(画面叠加也属于违法)。Navion还处于原型产品阶段,尚未正式销售,其应用前景为自动驾驶汽车。

丰田发动机阵容全面升级

丰田计划2015年对旗下的14款高效发动机进行升级,包括研发一款小型1.2 L涡轮增压发动机。

丰田表示,在即将发布的发动机中,至少有一款热效率会达到40%。1.2 L涡轮增压发动机的热效率为36%,相比之下,传统的涡轮增压发动机热效率仅为30%~35%;而新1.5 L直喷发动机的热效率可达38%;丰田普锐斯混合动力车的超高效发动机的热效率达37%。工程师表示,新的1.2 L涡轮增压较之同样载于Auris的1.8 L发动机能耗更低,且能提供更强大的低端扭矩。

2015 上海车展伊顿展示车载加油油气回收系统

动力管理公司伊顿在2015上海国际车展上展示了创新的车载加油油气回收系统(ORVR)。这种车辆排放控制技术已在美国应用了近20年,它能够收集加油过程中挥发出来的燃油蒸汽,作为燃料进行再利用,从而减少车辆加油过程中约95%的碳氢化合物排放,占每年汽车碳氢化合物排放总量的50%。

除了ORVR系统,伊顿还提供其他多种燃油排放解决方案,包括用于插电式混合动力汽车的油箱隔离阀(FTIV)。FTIV是多级纯电动阀体,能在发动机不运作时切断路径,防止碳罐过载导致阻止燃油蒸汽排放到外界。当汽车在纯电动模式下运行时,FTIV能有效控制油箱内压力和碳氢化合物向碳罐排放。当汽车在发动机模式下运行时,碳罐在进气歧管真空度作用下脱附,燃油蒸汽经进气歧管进入发动机燃烧产生动力。伊顿现已提供了多种基于FTIV技术的插电式混合动力模块。

博世水雾喷射系统改善发动机油耗及性能

博世正在开发一款搭配汽油发动机的水雾喷射系统。该系统采用进气道喷射,主要部件包括一个水泵,一个水道和专为水雾特制的喷射器。系统通过为油气混合物降温、缩小乃至消除了燃料过浓的区域,可以将NEDC循环工况油耗降低4%,低转速高载荷下的油耗得到降低,大载荷高转速下的排气温度也变得更低,从而降低CO2排放。下一代油耗测试将采用WLTC循环代替NEDC循环,低转速高载荷下的低油耗将会是很大的优势。

该技术因为降低了爆震的风险,所以压缩比能够进一步提高,对于改善低载荷油耗也是有利的。水雾喷射还能用来提高扭矩,这是因为额外的冷却效果使得更大的进气量和供油量成为可能。

PATHION新型固态电解质提升锂电池能量密度

在旧金山召开的2015年材料研究会议上,PATHION公司展示了2种基于Li-RAP的超离子导体固态电解质。

1)锂硫电池中的Li3ClO。目前高能量密度锂硫电池尚未进行商用化的一大障碍是:其电量损耗较快,稳定性不足且循环效率较低,主要是由于其涉及复杂的反应原理,包括锂离子聚硫化物的可溶性不尽相同。基于Li3ClO的玻璃电解质则可以充当阻止聚硫化物扩散进锂离子的“屏障”,此外,使用高效的硫离子阴极可以带来高达6.9 mg/cm2的硫密度。将二者结合,将大大改善充电效率,并延长电池寿命。锂硫电池比能是目前市场上最好的商用锂电池比能的3倍多,高达800 W·h/kg。新的锂硫材料既可以用在电池上,也可以应用于超级电容器。

2)钠离子电池中的LiGlass。在维持性能的基础上,LiGlass在正常室温或200℃高温下能够带来超快的离子电导率,能量密度超过1 000 W·h/kg。

研究人员最初研发LiRAP超离子固态电解质主要用于金属锂阳极以及可再充电的阴极。这种新材料具有极大的锂离子空位和晶格缺陷,从而在低能量壁垒下加快锂离子转化。

烧空气只排水时速近180 km的环保汽车

丰田公司研制出一款名为“Mirai”的环保汽车。其动力之源并非柴油或汽油,而是氢。氢可以借助加油泵注入汽车油箱作为燃料电池的燃料,随后与空气中的氧发生一种化学反应,产生电,电随后驱动汽车前行。整个过程的副产品只有水。

Mirai不仅环保而且性能卓越。其速度可达到 178 km/h,0~100 km/h 提速只需9.6 s。最为重要的是,其行驶距离可达482 km左右。其油箱采用超坚固的碳纤维材料,加满氢大约需要10 min。

新型磁材可用于电动车电机成本大幅降低

镝元素作为稀土类元素中最为稀缺和昂贵的元素,此前曾被掺杂在钕铁硼(由钕、铁及硼3种元素组成)磁材中,并用于电动车电动机和风力涡轮机上。美国能源部Ames实验室最近研发出一种在钕铁硼中掺杂铈元素和钴元素的新型磁材。

研究人员发现,在高温状态下,含铈磁材的矫顽磁性(磁性材料的抗消磁能力)远超过含镝磁材,而且其价格比后者至少便宜20%~40%,但在稀土类磁材中使用铈元素,其居里温度(也称居里点,即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度)会有所降低。然而,新型磁材在高温状态下仍然具有较好的磁性,矫顽磁性最高温度≥453 K(约合180℃)。相对于传统烧结而成的金属镝,铈元素和钴元素造价更低,且磁性能同样出色。

为混动车量身定制新型线性发电机

英国Libertine FPE公司正在研发一种线性自由活塞发电机,该发电机专为混动车型尤其是增程式电动车量身定制。它取消了曲轴和连杆设计,通过活塞做功直接发电,并可以用作电动机,施加变力到活塞。该方法允许ECU电子控制单元控制每个活塞的做功速率、剖面形状及压缩率和膨胀率,以适应汽车启动、瞬时和弹性燃料操作。这种灵活性提升了燃料燃烧效率,而其产生的功率也较常规发动机增加了1/3。此外,Libertine FPE线性发电机功率范围在1~100 kW,相比目前市面上多数高效系统,Libertine FPE发电机尺寸更小、质量更轻(80%),具有较好的便携性。它还将成为研究所用于发动机燃烧方法研究试验(如HCCI均质压燃技术)的一部分。

通过使用高性能发电机结构,以及设有小孔的长冲程活塞,发电机的移动质量大大减小,从而改善了对活塞运动的控制,使燃烧室内的活塞在上止点时的压缩比最小化,最终减少热损失。长冲程活塞也使得系统更精确地控制上下止点的位置误差,简化了高速控制工作。固定元件形成气缸缸径的部分,消除了密封圈的使用并减少了摩擦损失。为了降低成本,其设计结构经过简单挤压和冲压,并使用了用于批量生产的绕组和灌封方法。

捷豹路虎发明眼球追踪控制雨刮器新专利

捷豹路虎向美国当局申请了一项新的发明专利,该专利使用了眼球追踪技术来控制后挡风玻璃雨刮器。追踪传感器由一颗摄像头、红外传感器或光学传感器组成,可安装于汽车的顶棚、仪表盘或方向盘上。一旦其识别到驾驶员的眼部动作,系统便启动雨刮器对挡风玻璃进行刮擦,从而让驾驶员获得更好的视野。捷豹路虎称,在有阳光或驾驶员戴着眼镜/墨镜的情况下,传感器依然可以轻松地监测到驾驶员的眼部动作,从而根据驾驶员的意愿控制挡风玻璃雨刮器。

大陆全景鱼眼摄像头提升倒车安全

大陆集团在德国展示了一款基于全景摄像头技术的鱼眼摄像头,该摄像头集成于驾驶员辅助系统中,可以提供360°全方位视图。当驾驶员倒车时,可通过鸟瞰视图显示车辆信息及倒车路径,从而让驾驶者更好地估算与周围物体的距离;在汽车与障碍物将不可避免地发生碰撞的情况下,系统可以采取自动制动的方式来减轻碰撞。此外,它还具有倒车侧方盲点监测及自动泊车的功能。

全景摄像头的监测范围可达15 m,更长的监测距离使得汽车制造商可以根据市场需求对自动制动干预策略进行调整:既可以设置迟滞强有力的制动干预,也可以选择迅速平稳的制动干预。结合图像分析及其他传感器,倒车辅助功能的稳定性也显著增加。另一方面,全景摄像头还可以识别各种标记,不仅是普通物体,还包括行人及骑车者等,从而在安全方面为车主、行人及骑车者提供更有力的保障。

博格华纳DualTronicTM变速箱提升经济性及寿命

美国伊顿公司研发的新款ProcisionTM7速双离合变速箱(DCT)首次应用于class 6/7中型卡车,该变速箱基于博格华纳的DualTronicTM模块打造而成,可以将汽车的燃油经济性提升8%~10%。新技术让两幅湿式离合器可以单独啮合齿轮,并允许在很短时间内完成换挡,消除了扭矩中断感。

由于商用车对里程和耐用性要求较高,因此博格华纳DualTronic离合器模块使用了硬化材料以减少磨损,同时采用了更加先进的设计来满足伊顿对质量及性能的要求。高能湿式摩擦材料与凹槽设计减少了旋转损耗,提升了耐热性及高扭矩能力,并延长了变速箱的寿命。

利于快速过弯的保时捷InnoDrive技术

来自保时捷的全新主动巡航控制系统(InnoDrive)正在德国进行公共道路测试工作,预期该产品将于2020年交付给消费者使用。InnoDrive巡航系统将在保证车辆不发生正面碰撞的前提下,利用采集的弯角半径和路面坡度等数据,计算出最为合适的油门和制动程度,使得汽车能够以最小的动量损失实现转弯操作。

转向操控仍然需要驾驶者自己完成,所以该系统和Panamera的全自动装置还存在很大区别。它能够把转向离心力控制在0.5~0.7个重力加速度,这样更有利于汽车在直线道路上的冲刺。使用该系统,燃油效能能够提高10%,总的旅行时间可以降低2%。

法雷奥的“直觉驾驶”新技术

汽车零部件供应商法雷奥近期展示了其助力CO2减排与开发“直觉驾驶”技术的创新产品,其中包括能与智能手表融合的智能启动钥匙、智能LED无眩光系统、全新电子增压器及全新空调过滤器等新产品,帮助未来打造具备驾驶舒适性的节能型汽车。

“InBlue智能启动钥匙”能将智能手机与智能手表整合为全新的无钥匙进入系统,车主可以实现车辆共享、远程泊车和获取车辆数据查询。

“智能LED无眩光系统”则搭载智能相机,可以探测及定位路上的其他车辆,及时调整光束的大小与亮度,具备电能消耗低、使用寿命长、日夜模式可随意切换和光束密集调整等优点。

同时,法雷奥研发的新型电子增压器技术,能有效改善小型化柴油和汽油发动机在不多消耗能量甚至发动机低转速情况下的性能。其全新推出的净化车内空气的过滤器,能够吸附细微和超细微颗粒。

奥迪开发新一代智能矩阵激光大灯

基于奥迪R8 LMX使用的高光束激光大灯,奥迪打造出新一代智能矩阵激光大灯技术。

该技术配备一个快速移动微反射镜,可以改变激光光束方向并根据车速来调节大灯照射角度。当汽车低速行驶时,大灯光线会自动调节为分散状,从而使照明范围更加广阔;而当汽车高速行驶时,孔径角度变小,灯光强度及照明距离都显著增加。该技术还可以让灯光分布更加精确,这意味着不同照明区域的灯光亮度可以通过控制特定区域的照明闭合次数而发生变化。同时,新的矩阵激光技术也更加智能,激光二极管产生的光速可以根据反射镜位置快速打开或闭合,这也使得光束范围可以随意扩展或收窄,保证了较好的动态效果及可变性。

半主动悬架电控技术减少振动和姿态变化

日立汽车系统公司开发出了半主动悬架的新型电子控制技术。使用该技术,可使行驶时汽车振动和转弯等情况下汽车的姿态变化减少约10%。

该技术通过开发一种包含更多的会影响到汽车振动,即加速度变化率定量化指标的算法,以提高乘坐舒适性;把行驶稳定性高的汽车的动作公式化,开发可重现这些动作的算法,提高行驶稳定性。把这2种算法嵌入到半主动悬架的电子控制单元,便可实现平稳的乘坐舒适性并提高行驶稳定性。通过采用精确推测汽车状态的技术,将为了控制半主动悬架动作而配备的检测汽车情况的传感器数量由7个减少为4个,不但达到了与以往相当的性能,而且降低了成本。

奥迪e-diesel环保燃料由CO2和水制成

奥迪在德累斯顿试验工厂生产出一种新型环保燃料e-diesel,并有望在未来量产这种新型燃料。

e-diesel的生产工序为:起初将水煮沸并形成蒸汽,然后在800℃的高温条件下通过电解作用分解出H2和O2,在高温高压下,产生的H2会和CO2(从沼气及大气中提取)发生反应,生成一种叫“蓝色原油”的液态长链碳氢化合物,“蓝色原油”同油井抽出的原油类似,最终将被提炼成新型燃料 e-diesel。经测试,e-diesel中不含硫和芳香烃,因此可达到清洁排放的目的;而其十六烷值却很高,这意味着它拥有极好的可燃性。此外它既可以单独作为燃料使用,也可以与传统柴油混合使用。

EcoBoost发动机使用舍弗勒旋转停缸技术

福特与舍弗勒合作,在其1.0 L三缸EcoBoost发动机上采用了舍弗勒的旋转停缸休止技术。测试中,福特还开发了一种新型双质量飞轮,进一步提升了停缸技术在更广泛的发动机载荷和速度范围内的应用,同时也减少了发动机噪声及振动。

根据舍弗勒的解释,旋转停缸休止技术允许所有气缸在每次点火周期及下一次重新活化后处于失活状态。气缸交替进入失活相位,而不需要每次都完全进入失活状态。这样做的好处是确保燃烧室内的温度更加均衡,而且三缸发动机在气缸失活模式下也能保证发火间隔始终如一。旋转停缸休止系统既可以监测气缸失活,也能在发动机中处于怠速模式时运行。

经测试,工程师发现该系统在发动机处于低转速时效果尤佳。使用该系统可以提升6%的燃油经济性。

增强发动机舱抗热效果的新型FSR橡胶

美国道康宁公司推出了一种新型氟硅橡胶(FSR)技术,该技术利用其专业的混合算法,修改了分子结构,并能适应极端高温条件,为汽车发动机舱材料的应用提供了不错的解决方案。

FSR作为一种特殊的有机硅聚合物,其中添加增强耐化学性材料,以保持有机硅卓越的高温性能。这些独特的材料能承受长时间暴露于与汽车流体介质(如润滑油)或燃油接触的环境中,在温度达到200℃时,能够保持可靠的性能,从而成为涡轮增压器软管、燃油系统及变速箱密封件的常用材料解决方案。

与传统方案相比,它可以更好地满足客户对性能的需求,包括更简单的工艺、更薄的薄壁杆件、更轻的质量、更低廉的成本及更稳定的性能,并能适应在更广泛的温度范围。目前该增强型硅橡胶FSR化合物已在全球范围内出货,并以绉片橡胶的形式用于传统的橡胶塑炼、橡胶混炼及橡胶挤出工艺。

SAE专家组表示高辛烷燃料可提升车辆燃料经济性

2015年SAE世界大会在底特律召开。在专家组讨论环节,多方代表均同意提高汽油中的辛烷含量将有助于提升汽油发动机的运行效率,具体来说,可将车辆燃料经济性提升3%~6%,并将车辆的CO2排放降低2%。由于高辛烷汽油更不易着火,因此可以通过增加汽油中的辛烷含量来提升发动机的压缩比,从而增加发动机的热效率,以更少的燃料提供更多输出。专家表示,将发动机的压缩比从8∶1提升至12∶1,最高可将使用辛烷102号“超级优质”汽油的发动机的燃料经济性提升10%。价格昂贵是高辛烷汽油过去未大力推广的原因。不过,将于2025年生效的政府强制性公司平均燃料经济性标准已经升至4.3 L/100 km。在强硬的现实面前,汽车制造商似乎已经没有其他更加经济的方法来提升燃料经济性。

猜你喜欢

发动机汽车
2015款宝马525Li行驶中发动机熄火
2012年奔驰S600发动机故障灯偶尔点亮
2019年8月汽车产销环比增长 同比仍呈下降
汽车的“出卖”
汽车们的喜怒哀乐
新一代MTU2000发动机系列
3D 打印汽车等
发动机的怠速停止技术i-stop
新型1.5L-Eco-Boost发动机
间冷回热发动机简介