核心提示:
歐洲汽車制造協(xié)會(ACEA)的成員曾在1998年達成一項協(xié)議,要讓2008年市面上出售的汽車每公里二氧化碳平均排放量下降到140克。在頭幾年中,他們的工作成效顯著,二氧化碳排放降低了不少,不過這主要得益于汽車制造商更多地采用了柴油發(fā)動機,而汽油汽車在這方面卻進步緩慢。要想進一步降低二氧化碳排放,縮小發(fā)動機的體積是一種選擇,因為它能減少重量、摩擦以及泵抽吸過程中的能量損失。但這也帶來了一個新問題需要解決:如何讓汽車在低速時平滑、快速地加速。為了保證駕駛性能,發(fā)動機需要產(chǎn)生更大的輸出功率,通過增加壓縮機壓力可以彌補體積縮小帶來的性能損失。而傳統(tǒng)增壓系統(tǒng)在汽車處于低速時反應慢,效果也不好。針對這一問題,英國的IntegralPowertrain(IP)公司最近推出了一種新型混合動力發(fā)動機,它采用了新的增壓技術(shù)和扭矩助力器,可以使C級轎車裝用的渦輪增壓汽油機在提供170制動馬力的同時,二氧化碳排放量每公里只有120克。這套系統(tǒng)名為SuperGeni-Hybrid。其技術(shù)核心在于它打破了離心增壓器中發(fā)動機速度與壓縮機速度之間的聯(lián)系,使壓縮機可以按當前的駕駛需要保持合適的速度,這使它在加速時可以瞬間進行響應。它同時還提供了更佳的停車/起步性能,讓汽車發(fā)動機在等待時完全關(guān)閉,不排放廢氣,但啟動時又可瞬間加速。如果用它替代汽車上普通的交流發(fā)電機和啟動電機,不僅性能更佳,還可進一步降低二氧化碳的排放。SuperGen發(fā)動機系統(tǒng)擁有兩個驅(qū)動方式。一個是機械傳動方式,利用傳送帶與發(fā)動機曲柄相連使環(huán)形轉(zhuǎn)輪可以得到發(fā)動機2.7倍轉(zhuǎn)速,如果使外圍轉(zhuǎn)輪停止,中央的壓縮機的轉(zhuǎn)速可以達到發(fā)動機反方向轉(zhuǎn)速的32倍;另一個是電子傳動方式,如果發(fā)動機停止,小的控制發(fā)動機可以使外圍轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動,帶動中央的壓縮機以發(fā)動機同向的11.5倍速轉(zhuǎn)動。通過將這兩套驅(qū)動方式綜合,壓縮機速度可以在0—150倍機軸速度間進行精確調(diào)整,最高轉(zhuǎn)速可以超過每分鐘20萬轉(zhuǎn)。根據(jù)公司介紹,以一個2.0升的C級轎車為例,如果它原來的二氧化碳排放為每公里184.4克,使用同樣功效的1.4升發(fā)動機可使二氧化碳排量減少26.7克,使用新型轉(zhuǎn)輪可使排量減少5.1克,新的停車/起步特性使排量又減少了6克,這樣,二氧化碳排放總共可減少20.5%。從駕駛性能而言,1.4升的SuperGen發(fā)動機不管在低速還是高速狀態(tài)下,提供的牽引力都高于普通的2.0升發(fā)動機,這使它的0—100公里加速只需要7.7秒。通過改變12伏控制發(fā)動機的扭矩比,壓縮機大小以及牽引力傳送比,SuperGen發(fā)動機可以被廣泛應用在1.2—4.5升的發(fā)動機上。對于這套系統(tǒng)而言,主要的成本在于控制發(fā)動機、電力系統(tǒng)和牽引力驅(qū)動裝置上。由于工作電壓只有12伏,從而使電路改造成本降到了最低。而牽引力驅(qū)動裝置也已經(jīng)投產(chǎn),并在其它使用增壓設(shè)備的車輛上得到了廣泛驗證。據(jù)估算,它的成本只有普通混合動力發(fā)動機的1/3。這套系統(tǒng)通過控制電子裝置與可儲存300千焦電容組合之間的能流,在需要時最大可提供14千瓦的電能,動態(tài)分配給增壓系統(tǒng)或者扭矩助力器,從而增加發(fā)動機的扭力輸出量。IP公司的技術(shù)總管盧克·巴克爾說:“大多數(shù)混合動力汽車需要昂貴而且笨重的儲能系統(tǒng)來保證爬坡或者拖車時所需的扭力輸出;而i-Hybrid裝置可以在維持自身運轉(zhuǎn)的同時提供更高的扭力輸出。” 由于尺寸和現(xiàn)有發(fā)動機相近,SuperGen系統(tǒng)可以直接整合入現(xiàn)有的發(fā)動機設(shè)計之中。目前已有不少發(fā)動機制造商表示對此技術(shù)感興趣。英國NexxtDrive公司的主席羅德·凱奇說:“SuperGen技術(shù)提供了一個獨特的解決方案,小巧、高效、低排放的發(fā)動機帶來了很多驚奇。”