传统动力仍有亮点 巴黎车展新技术汇总

2012-10-15 19:52:00来源: 汽车之家 关键字:传统  动力  亮点  汇总

    巴黎车展的大幕刚刚落下,相信众多即将量产的新车中有不少都让您怦然心动,而数量繁多的概念车更是让人眼花缭乱。在这如满汉全席的饕餮盛宴中,我们将巴黎车展新技术做成集锦,让您用最短时间品味这次盛宴。

■ 发动机技术

● 宝马 三缸发动机

技术看点:增压发动机少见的高压缩比、模块化生产

    首先,我们来看看宝马推出的排量为1.5L的三缸涡轮增压发动机,此款全新产品将逐步搭载在宝马旗下的1系、3系以及明年将要推出的全新MINI车型上,至此,宝马在涡轮增压发动机领域逐步形成了自己的家族系列。

    这台全新的3缸涡轮增压发动机是宝马发动机模块化的产物,目前新3系上搭载了代号为N20的4缸涡轮增压发动机以及代号为N55的直列6缸涡轮增压发动机,二者除了在排量上不同外,其技术装备保持了一致性,而我们可以将这台全新的3缸发动机理解为去掉一个气缸的N20或者分割成两半的N55发动机。

    这台3缸发动机装配有Valvetronic电子气门技术以及一个双涡管涡轮,压缩比超越了N20和N55达到了11:1,作为一台涡轮增压发动机,如此高的压缩比已经超越很多自然吸气发动机,而如何控制好发动机的爆震也显得尤为重要,此外它还应用了缸内直喷技术。该发动机的缸径与N20以及排量为3.0L的N55完全相同,在未来,宝马发动机模块化的基础就是无论发动机排量的大小,都将保持每一个气缸的容积为0.5L,通过增加气缸和减少气缸的数量来达到产品的多样化,相信这种做法会大大提高生产效率并且有效的节约成本。

    这台新三缸发动机将同时适用于纵置和横置两种平台,这恰好也是宝马与MINI旗下车型在驱动方式上的差别。此外该发动机还将与电机组成混动系统,来进一步降低车辆的排放和燃油消耗。

    根据不同的调校,这台3缸发动机的输出功率在89kW-149kW之间,扭矩范围在178N·m-268N·m之间。如果按照最大的动力参数来比较,它已经达到了目前大众搭载在迈腾等车型上的2.0T发动机的水平,而在燃油经济性上它将比N20最大提升15%。

● 福特 EcoBoost 1.6L涡轮增压发动机

技术看点:翼虎(Kuga)、新蒙迪欧即将搭载

    EcoBoost这个名称大家并不陌生,它就印在福特蒙迪欧致胜发动机护罩上,节能高效是它存在的理由,而涡轮增压、缸内直喷、进排气可变气门正时,这三个技术就是帮助它做到节能和高效的法宝。

    动力调校方面,这样的搭配也有着先天的优势,在硬件完全相同的情况下,它可被调校成不同的风格,以服务于不同定位的车型。从资料来看,这台1.6L EcoBoost发动机的低功率版本的数据为110千瓦(150马力),这完全可以代替现有的2.0升自然进气发动机;而高功率版,从132千瓦(180马力)/5700rpm,最大扭矩240牛•米/1500rpm的数据来看,2.3升自然进气发动机也会被取代。

   

    一般汽油机的活塞顶部是平的,挖有一个凹槽与气缸盖共同形成燃烧室。EcoBoost 1.6L发动机的活塞则不同,它的活塞顶部是隆起的,这样的设计更容易与缸盖贴合,使燃烧室的空间缩小。因此,它的压缩比较其它增压发动机大一些,为10:1。

    1.6L EcoBoost发动机还采用了进排气可变正时系统,位于进排气侧的两个调节器通过内部油腔的变化以实现对于进排气气门开启时刻的调整,满足了不同工况下发动机对于进排气节奏的需求。不过这台1.6L排量的EcoBoost发动机使用的是正时皮带,并没有像2.0L EcoBoost发动机那样使用正时链条。

● 奔驰M270搭配纵置变速箱

技术看点:搭配纵置变速箱

    提起M270发动机大家不会感到陌生,它之前搭载于奔驰B级车型上。如今摇身一变为纵向布置版本。1.6升排量的它,调校方面延续当初的高功率版156马力(115千瓦)/5300rpm,最大扭矩250牛·米/1250-4000rpm。

    M270纵置版在小排量发动机阵营中有着相当出色的技术实力。能在一个冲程内实现最多五次燃油喷射的压电燃油喷嘴以及能够在一毫秒内连续释放四次电火花的多重火花点火系统是BlueDIRECT技术的核心,能够更好的提升燃烧效率,改善车辆的排放和经济性。也正是因为这两项技术的存在,使得这款涡轮增压发动机能够做到10.3的压缩比(通常涡轮增压发动机压缩比都在10以下),而不必担心爆震的情况,更好的提升了汽油发动机的效率。

    小惯量涡轮加上发动机本身短行程的设计(缸径83毫米/行程73.7毫米)赋予了发动机良好的响应特性,从1250rpm开始即可输出峰值扭矩。单从动力输出来看,这台发动机相比同排量的1.6T发动机在数据上并不抢眼,但是其经济性和排放表现却有着明显的优势。

    光滑的气缸壁、对活塞环的优化、非对称活塞裙表面的碳涂层等都可以降低发动机内部的摩擦损失,这有助于降低油耗和二氧化碳的排放量,该发动机每公里的二氧化碳排放量在136g-147g之间。

    除上述几大技术之外,M270纵置版还采用了可变排量机油泵和启停系统。可变排量的叶片泵可以根据发动机的转速和负载提供适量的机油,避免机油泵浪费过多的能量。启停系统会在短时停车工况下(比如等红灯)使发动机暂时熄火,松开制动踏板时又重新启动发动机,避免怠速停车时的燃油消耗。

    奔驰拥有两种新平台,即MFA横置平台和MRA纵置平台。M270发动机原本搭载于奔驰B级,与7G-DCT变速箱搭配(横置)。但在设计时期它就肩负了纵置的使命,如今应用于纵置平台与7G-tronic变速箱搭配算是完成了使命。一台发动机可以应用于横置和纵置平台,这也正式奔驰模块化战略的体现。

● 奥迪 电动涡轮

技术看点:弥补低转速时涡轮增压发动机响应迟滞的缺点

    电动涡轮这项技术基于一台V6 TDI柴油发动机之上,这是一次新的尝试,它对于电动涡轮技术在汽油发动机的发展具有指导性意义,您可以点击下面这个视频,更好的理解这项技术。


   这套增压系统可以被分为两部分,即电动涡轮增压器来为发动机的进气提供增压效果以及由废气驱动的涡轮增压器来为发动机的进气提供增压效果,因此,这也可以理解为针对两种不同的工况,工程师设计了两套方案,显然,区分这两套方案的临界点是废气驱动的涡轮增压器开始发力的一刻。

☆ 电动涡轮与废气涡轮协同工作,旁通阀负责切换进气管路。

    虽然这一整套增压系统有两种增压方式,但它们相互之间还是存在着紧密的联系,顺着进气的方向来看,中冷器之前的部分为二者共享,也就是说,即便是电动涡轮增压器在发动机的低转速区域工作时,吸入进气管的空气还是会从唯一的一个空气滤清器进入,途经废气驱动的涡轮增压器(在这个阶段,依靠废气驱动的涡轮增压器依旧是运转的状态,只不过,还不具备完全的增压能力而已),在这里,吸入的空气会与炙热的涡轮增压器完成冷热交换,依据空气的物理特性,单位体积内的空气量会随着温度的升高而有所减少,如果将这个状态下的空气送入气缸内,这显然不利于缸内混合气的燃烧。

    因此,在电动涡轮增压器工作的工况下,中冷器还是会发挥着重要的作用。而进气量则通过位于安装在电动涡轮后方的进气压力传感器实时监测并把信号传递至发动机电脑进行分析计算后得出,随后,发动机电脑再根据具体情况对电动涡轮的转速进行调整以修正增压数值。

    当发动机转速攀升至足以使安装在排气系统上的涡轮增压器发挥作用时,位于中冷器后方的旁通阀就会打开,由废气涡轮增压器增压后的空气顺着较粗壮的进气管路抵达节气门处,这个增压和进气的过程与普通涡轮增压发动机的原理相同。

    该技术的服役还有待时日,据外媒报道,应用这项技术的发动机很可能会率先应用在未来MLB纵置发动机模块化平台的车型上。

『据外媒报道,目前这台使用电动涡轮技术的V6 TDI发动机正在海外A6车型上
进行验证和测试,预期会出现在未来MLB模块化平台的车型上』

● 其他厂商电动涡轮

供应商:法雷奥

产品:Electric Supercharger--电子增压器

技术看点:匹配能量回收系统,节油效果可达20%

    它在原理上与奥迪的电动涡轮相同,但是法雷奥设计了一系列的产品,其中既有像奥迪那样用来起辅助作用、减少涡轮迟滞的产品,也有可以独立担当增压器的大功率产品。

    法雷奥的电子增压器也像传统废气涡轮增压器一样,使用了离心式压气机来作为增压的工具,它使用低惯量的磁阻式电机,工作起来不会像废气涡轮增压器那样受发动机转速影响,在响应性上是传统废气涡轮增压器无法比拟的。同时由于不再依赖废气提供能量,它的布置可以更加自由。也就为进气系统提供了可容纳更多先进技术的余地。

    在结构方面,由于不接触废气,因此电子增压器也得以脱离恶劣的高温工作环境,在产品耐用性、寿命、成本以及进气效率等方面均有优势。但是高转速的电机同样会产生一些热量,这些热量通过增压器壳体上的散热片被带走。

    至于具体的节油效果,根据法雷奥提供的资料来看,在目前的12伏特汽车电子系统上,电子增压器对节油的贡献为8%-10%,而与混合动力系统结合时,其省油率可以达到15-20%(欧洲循环工况测试)。

    法雷奥的这套电子增压系统已经在各类型的发动机上做过了测试,在1.0-2.4升排量的自然吸气发动机、以及排量1.0-4.0升的涡轮增压汽油机/柴油机上,这套技术都已通过了验证。目前法雷奥已经为传统的使用12伏特/24伏特电子系统架构的汽车开发了一系列的电子增压器,也针对27V以下使用超级电容的汽车开发了对应产品。目前,他们正在开发适用于60伏特以内(例如48伏特)架构的电子增压器,预计未来的产品在效率和功率方面都会有明显的提升。

■ 燃料电池技术

    巴黎车展上现代和日产分别正式对外公布了其燃料电池技术和搭载燃料电池的相关车型,下面让我们先了解下什么是燃料电池。

什么是燃料电池

    燃料电池的英文为Fuel Cell,就是利用燃料与氧化剂化学反应,直接转化为电能,但它不能储电,只能发电。燃料电池与常规电池的不同点在于,燃料电池工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂,只要持续供应,燃料电池就会不断提供电能。

燃料电池的优势

    燃料电池有两个明显优点,首先能量转化效率高,燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程。另一个优势就是有害气体的排放、噪音都相对较低。

● 现代 ix35燃料电池

技术看点:588Km续航里程且无污染

    了解了什么是燃料电池后,我们看看现代的ix35 Fuel Cell车型的底盘,我们可以将它分为三个部分,即驱动部分、储能部分、储氢罐。分别对应下图红色、绿色、黄色部分。

☆ 驱动部分

    驱动部分位于车头,即传统汽油发动机车型发动机舱位置,ix35 Fuel Cell为燃料电池车型,在燃料电池反应仓发生氢氧原电池反应,燃料的化学能直接转化为电能,从而为电动机提供动力,驱动车辆前进,而反应的产物只是水,这也是这辆燃料电池车型的另一个优势。

☆ 储能部分

    文章开始时提到,燃料电池有一项缺点就是只能发电,不能储能。而ix35 Fuel Cell配备了由双向高压直流电转换器和蓄电池,通过能量回收系统将车辆制动、滑行以及低负荷工况下燃料电池释放的多余能量回收,储存在蓄电池中,为车辆驱动和用电设备提供额外的能源,延长续航里程。

☆ 储氢罐

   ix35 Fuel Cell的储氢罐在车辆后部,共2个大小不同的储氢罐,一共可以储存液态氢气5.64kg,另外可以通过液态氢加注口为车辆加注液态氢,加注时间约为几分钟。

    由于其使用的“燃料”为液氢,因此这类车型的实用性直接受到加氢站数量的制约。虽然目前燃料电池技术已经日趋成熟,但是在加氢站能像加油站那样遍地开花之前,“燃料电池车”谈“普及”未免还太遥远。

● 日产 Terra概念车燃料电池

    日产Terra概念车车身线条硬朗,细节部分则借鉴了诸多Juke的设计元素,内饰部分则充分体现了日式家居风的设计元素,而更引人注目的就是它采用的燃料电池技术。

    日产Terra概念车采用纯电动驱动,并且四个电动机单独驱动四个车轮,借此来实现传统SUV的四驱系统。不同于Leaf采用的锂电池,Terra概念车采用氢燃料电池,其功率密度为2.5kW/L,其他具体信息如续航里程均未公布。

● 雷诺 ZOE电动车

技术看点:长续航里程、供电系统兼容性

    ZOE车型使用了像大多数电动车一样的布局:驱动模块位于前部,由转换器、动力控制单元、驱动电机等组成;乘员舱底部则是车辆的动力电池。ZOE的电池包支架和底盘的加固都提高了车辆的被动安全性。ZOE由一台88马力的电动机驱动,可输出220牛·米的扭矩,极速可达135公里/小时,百公里加速时间13.5秒。

    同时,ZOE运用了雷诺创新的“Range OptimiZEr”系统,这一技术包含了新一代制动/减速能量回收技术、热泵技术和米其林EnergyTM E-V轮胎三大要素,通过对能耗的斤斤计较,让ZOE拥有了笑傲同级的续航能力。

    据悉,这三项技术的应用让ZOE的续航里程延长了25%,使ZOE成为目前唯一在NEDC测试中续航里程超过200公里的量产电动车(ZOE在NEDC测试中续航里程达到210公里)。在不同气候下,车辆的实际行驶里程在100公里-150公里之间。

    新一代制动/减速动能回收技术由雷诺与博世共同开发,相比以往能量回收效率大大提高,它采用了全电控的液压制动系统,使制动力度在任何工况下都能够更智能地分配,据悉这套系统在制动/减速时回收的能量是传统电动车的2~3倍,可见其高效。

    热泵(Heat Pump)技术是车辆空调技术的创新,它为车辆制冷和制热,用1千瓦的电力即可产生3千瓦的制冷功率或2千瓦的制热功率,而不再是之前1:1的消耗,大大减少了以往空调系统对续航里程的影响。

    此外,ZOE电动车另一张王牌便是Chameleon专利充电器,目前大多数电动车只能通过在车辆上配置多个不同的接口来分别对应功率较低的家用充电桩和大功率的快速充电站设备,雷诺则通过车辆上的同一个接口实现了对不同功率充电设备的兼容,无疑让电动车的实用性又向前迈进了一步。

■ 轻量化技术

● 宝马 i3“LifeDrive”模块架构

技术看点:超轻量化且高强度

    宝马i系列车型采用了“LifeDrive”模块架构,它由“Life”和“Drive”两个独立的模块组成,“Life”代表乘员舱部分,采用超轻量化并且高强度的CFRP碳纤维复合材料构成,而“Drive”则将悬架、蓄电池组、驱动系统和碰撞防护结构纳入整个模块中。仔细看就会发现,这种结构的理念其实与传统的非承载车身相似,不过高强度的复合碳纤维乘员舱是那些传统非承载车身的车厢所望尘莫及的。

☆ "Life"模块--碳纤维复合材料乘员舱

    LifeDrive结构的乘员舱与底盘部分的拼合,就像拼积木一样简单,这必将为今后车辆的改装、维修、功能扩展等等带来一场革命;第二大亮点便是全碳纤维车身,这标志着碳纤维材料将能够满足批量生产的要求。

    过去碳纤维复合材料的在受制于工艺和成本,无法大规模的普及和应用,但是现在似乎这已经不再是问题,一方面,已经有供应商开发出了成本更低但是强度可与碳纤维材料媲美的新型材料,另一方面,新的工艺和配方也使碳纤维复合材料的成本降低、生产效率提高。

● 奥迪 Crosslane Coupe概念车上的MSF技术

技术看点:车身同时运用多种材料

    MSF技术的全称是Multimaterial Space Frame,中文直译就是复合材料空间框架。车体由铝、碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)综合组成的,相比被我们所熟知的全铝车身--ASF奥迪空间框架结构,MSF更讲求“因地制宜”。

● 捷豹 捷豹F-TYPE车型轻量化设计

技术看点:全铝车身结构完全采用铆接和胶接工艺

    让一款车变得更轻似乎比让它变得更快更具意义,但对于一款性能跑车而言,重量和速度又是相辅相成的,在保证车身结构完整性的同时,如果能进一步优化其自身重量,这对车辆的加速及操控表现都会有着积极的作用。捷豹的工程师深谙此道,在F-TYPE车型还未推出之前,它们的豪华轿车就已经使用了全铝车身结构的技术,在此基础之上,F-TYPE对其进行了进一步优化改造。

☆ 全铝车身以及工艺上的优化将捷豹F-TYPE整车重量控制在1597千克。

    F-TYPE的车身结构完全采用铆接和胶接工艺,其所运用的特别冶炼的AC300型高强度铝合金在达到更高的耐撞击强度的同时,质量上还能得到很好的控制,正因如此,F-TYPE的白车身重量仅为261千克(奥迪A5 Coupe车型的白车身重量为283千克)。

    值得一提的是,与其它捷豹车型相比,为使得重量更轻,F-TYPE使用了更多的合成材料,如车门槛部位则是由高强度塑料制作而成,优化后的发动机舱盖和座椅分别减轻了12千克和24千克。另外,在制作工艺上也这方面的考量,挡风玻璃、冷却系统和相关传感器部分在重量上都有所减轻,发动机的支撑元件以及保险杠也分别轻了5千克,经过优化后的传动系统更是减少了8千克,但在整备质量上,F-TYPE车型还是达到了1597千克,相比于保时捷的同级别产品,在这方面F-TYPE还是要逊色些(2013款保时捷Boxster S 3.4车型的整备质量为1350千克)。

☆ 特殊材料的应用以配合线条造型的勾勒

    为了实现预期的设计语言,除了车身结构采用合金材料外,在一些覆盖件上,捷豹还推出了铝合金壁板,与前者不同,使用这种铝合金壁板则是为了在保证坚固性的同时,可以获得更高的可塑性,以展现出清晰的紧密的线条,相比于传统技术,F-TYPE车型的发动机舱盖表面的线条可以勾勒出更大弧度的线条,从而造就了这幅极具异国情调的前脸造型。

■ 变速箱技术

● 爱信AW 横置8AT变速箱

技术看点:横纵置发动机均可搭载

    目前世界范围内生产8速自动变速器的厂家主要有3个,一个是德国的采埃孚(ZF),一个是日本的爱信,还有就是韩国现代汽车公司。其中纵置8AT最早由爱信推出,并于2006年率先搭载在雷克萨斯的LS460车型上。而现如今,搭载8AT的车型也并不少见,比如BMW几乎已经将旗下的所有车型都匹配了来自采埃孚的8AT,此外像奥迪、现代、克莱斯勒等品牌的部分车型也都搭载了8AT。

    现今无论是哪个厂家生产的8AT,其主要都应用于纵置发动机平台,这也就导致更多采用发动机横置平台的车辆无法进行匹配,而横置8AT的推出则解决了这个问题,理论上它可以与更多的车型进行动力系统的匹配,从而降低油耗以及增加驾乘的舒适性体验。

    作为横置前驱平台,最重要的一点就是要求变速器的体积尽可能小,这样才有可能在车辆有限的宽度内同时挤下横置发动机以及一台8速自动变速器。而当把挡位数由传统的4速、5速、6速增加到8速时,同时还要使变速器体积的增长控制在合理的范围内,这的确不是一件可以轻松搞定的事。

    通过多个行星齿轮组以及离合器、制动器之间相互巧妙的配合,就可以产生多种不同的齿比,要想保证变速器拥有小巧的体积,首先就需要在整体的布局上花费众多心思,同时还要使得每个部件在达到设计强度的同时尽可能减小自身的体积,而这一切也对制造、加工等工艺提出了很高的要求。

    这台横置8AT的齿比从一挡的5.2:1到八挡的0.685:1,速比达到了7.5,要远远超过普通的5速和6速变速器。其可承受的最大扭矩为350N·m,应该说这个数据并不具有太大优势,或许这也与横置发动机平台在动力性上普遍没有那么高有关,而其96公斤的体重也不至于让车头的负担太过沉重。

人机交互

● 雷诺 R-Link多媒体交互系统

技术看点:主流多媒体交互系统的又一选择

    ZOE标配了雷诺最新的R-Link多媒体交互系统,拥有高分辨率的7英寸大屏,这套基于安卓平台而来的系统拥有六大主要功能,除了导航、多媒体、电话、服务应用、车辆信息外还集成了语音控制系统。同时这套系统的用户还可以在应用商店中下载更多扩展应用。

全文总结:

    相比于参展车辆众多的法拉克福车展、豪华车与改装车云集的日内瓦车展、大师杰作云集的都灵车展,巴黎车展显得有些“低调”。但看了这期的巴黎车展技术集锦,相信您一定看出了这低调表面下的华丽,模块化生产、电涡轮、燃料电池车这些新技术开始从幕后走向台前,也让我们更加期待这些技术走到我们的身边。 
 

关键字:传统  动力  亮点  汇总

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/1015/article_6127.html
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