积极备战绿色动力

作者:邢桂芬 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2012-04-17
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能源短缺和环境污染已成为全球问题,一场汽车产业技术变革正在全面展开,优化现有动力系统,积极开发新能源汽车,已成为所有车企备战绿色动力之路.


图1 长安汽车动力研究院院长詹樟松博士

能源短缺和环境污染已成为全球问题,一场汽车产业技术变革正在全面展开,优化现有动力系统,积极开发新能源汽车,已成为所有车企备战绿色动力之路。

面临越来越严峻的能源危机和环境问题,节能减排是当前整个汽车行业必须面对的主要挑战,汽车厂商及供应商急切需要从动力总成关键技术的开发、新能源汽车的研发等方面积极努力。

动力总成——汽车的心脏,企业的核心

一款车的竞争力,动力系统是关键因素之一,今后,动力总成的高效率、小型化、绿色节能产品,将在近些年的发展中维持高速增长态势。随着中国汽车市场的发展,动力系统的优化升级与新产品研发得到了各大主机厂的高度重视。

以国内自主品牌的长安汽车为例,他们在动力总成产品研发方面不遗余力。对此,长安汽车动力研究院院长詹樟松博士介绍道:“为了实现长安汽车到2020年成为全球一流汽车企业的目标,长安汽车专门成立了‘长安汽车动力研究院’,如今,该研究院已经有800多人专门负责动力总成的开发。旗下业务部门不仅涵盖发动机试验检测所、两个发动机开发所和动力传动匹配所等,还包括了长安英国研发中心。”

另外,特别值得一提的是,2011年,长安汽车在国内车企中首个推出全新动力品牌战略“BlueCore”。詹樟松博士介绍说:“‘BlueCore’动力品牌是长安汽车集所有动力研发与创新成就,融入极具前瞻性的未来创想。高效节能环保动力总成(发动机+变速器)的解决方案,是集长安汽车‘五国九地’高端研发人才智慧,打造出的纯净、清新动力系统,涵盖了长安汽车自主研发的TEi、i-GDi、 D-VVT、DTC及新能源等发动机技术,以及DCT 、AT、CVT和AMT等变速器领先技术。”今后,长安汽车将依托“BlueCore”平台不断推出集成涡轮增压、汽油缸内直喷、稀薄燃烧、双离合变速器和轻量化等高效节能技术的一系列发动机和汽车产品,并采用Plug-in、氢燃料电池等混合动力系统助力传统内燃机,以进一步提升车辆动力系统在日常使用中的工作效率,同时还将发展锂电池、燃料电池等电动车技术,研究清洁再生能源的应用。


图2 上海通用汽车有限公司教授级高级工程师达世亮先生

长安汽车锁定的这些核心技术表明了其未来的发展方向,符合国际动力总成的主流技术趋势。以源自欧洲的大众和源自北美的通用来说,虽然他们各自的技术路线有些差异,但最终的目标还是一致的。

来自上海通用汽车有限公司的达世亮先生说:"在传统领域,发动机方面正在发展众多的新技术,包括汽油机缸内直喷技术、均质燃烧技术、增压技术、可变气门正时技术、可变压缩比技术、新型的压燃式内燃机供油技术以及为提高发动机零部件寿命和工作可靠性的减磨耐磨的表面工程技术等;在变速和传动方面,正运用现代设计、制造和控制技术向着将变速器、离合器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等系统集成为效率高、能耗低、操纵方便、安全可靠、长寿命及低噪声的高效传动系统方向发展,AT、AMT、CVT及DCT等各具特色的自动变速器都在发展中。

来自上海大众汽车有限公司的张书桥先生表示,未来动力总成的发展趋势是在满足汽车驾驶乐趣的同时不断降低油耗和排放。技术路线趋势为“涡轮增压+汽油缸内直喷”,同时采取轻量化的发动机设计和机构,配合更高效的变速器。同时,他还指出:大众的动力总成战略就是“TSI发动机+DSG变速器”,并且还对该系列发动机不断进行轻量化方面的优化,如采用轻量化曲轴、铝缸体等。

节能减排,责无旁贷

节能减排是我国汽车行业当前亟待解决的问题,不仅动力总成,整个汽车的各个系统都面临挑战。达世亮先生认为汽车制造中的节能减排包括两个方面:

第一:产品本身。随着国家相关标准的出台,对于油耗和排放等方面有了更高的要求和更明确的规定,我们需要不断创新,研发更为节能和环境友好型的新产品。上海通用汽车公司的“绿动未来”战略,就是以“发展绿色产品、打造绿色体系、承揽绿色责任”为核心,通过科技创新,不断为中国消费者带来“更好性能、更低能耗、更少排放”的绿色车型。


图3 上海大众汽车有限公司发动机厂旋转车间经理张书桥先生

第二:产品的制造过程中。我们知道,制造过程对于能源消耗和环境的影响非常大,所以,在工艺安排和过程设计中、在采用各类制造装备时、在制造过程中应用各种节能和避免或减少对环境影响的新工艺、新装备就能在节能减排方面收到显著成效。例如,在金属切削加工中,微量润滑技术可减少切削液的使用,有利于环境保护;又如车间中各加工机床都安装先进的油雾分离和处理装置可以还员工一个清新的工作环境等。另外,在工艺方面,通过精密铸造、精密锻造生产动力总成零部件,凸轮轴的生产中采用装配式凸轮轴加工工艺,连杆的生产中采用胀断式连杆加工工艺等,减少了加工工序,减少了切削工作量,提高了生产效率和加工质量,也有利于节能减排。

上海通用汽车有限公司在这两个方面都进行着不懈的努力。

长城汽车同样也投入了很大力量研发高性能,绿色环保的动力系统。长城汽车技术研究院的高德禄先生认为:“小排量增压发动机将是未来的首选。人们需求的多样化、个性化更使整车趋向差异化,未来的动力总成也必将更多样化和个性化,长城汽车将适应未来的发展趋势,目前开发的几款机型都是中小排量的增压发动机。”

长城汽车的GW4G15T/B发动机轻量化设计体现在铝合金缸体、缸盖和塑料气缸盖罩(国内首款铝合金缸体的增压汽油机)。

采用废气涡轮增压、可变气门正时、燃油多点喷射、压力与飞溅复合润滑和进气中冷等先进技术;具有体积小、质量轻、动力强劲,噪声低、油耗低、低温起动迅速,使用寿命长和适用范围广等优点。

愈见明晰的新能源之路

新能源汽车是未来汽车产业发展的必然趋势,但相对于国际发展速度,我国的步伐明显迟缓。张书桥先生指出:“从新能源车的技术路线来看,主要包括混合动力(包括轻、中、强混合动力,以及插电式混合动力),燃料电池汽车和纯电动汽车。


图4 长城汽车技术研究院发动机部特聘技术专家高德禄先生

在混合动力方面,丰田汽车是当之无愧的领先者,垄断了很多专利技术,这导致后发者在发展自己的混合动力技术方面面临丰田的技术壁垒。燃料电池汽车的成本因素以及配套技术是目前还无法逾越的发展门槛,其发展的意义更多地在于为其他新能源技术作技术铺垫和技术储备。纯电动汽车相对来说进入技术门槛较低,成本也更容易得到控制,但续驶里程和充电配套设施等是其发展的瓶颈。综上所述,新能源汽车是各大汽车厂商谁也不会放弃的发展战略,还远未达到作为汽车厂商核心业务的地位,传统内燃机技术的不断优化还是现阶段各大汽车占领市场的主要手段。对于混合动力和电动汽车这两块新兴市场,各大汽车厂商都在作开发和技术储备,但从目前来看,没有哪一家车企会把企业发展的砝码押在新能源汽车上。”

不过,2012年,我国的国家政策将进一步加大力度支持国内新能源汽车产业的发展。高德禄先生告诉记者:“开发新能源汽车是汽车行业发展的必然趋势,在我国尤为迫切,因为我们的石油进口已经超过50%的警戒线。汽车是石油消耗大户,可以毫无悬念地说,谁早一点成功推出符合满足市场和消费者需求的新能源汽车,谁就将在未来激烈的汽车市场竞争中占据主导地位,取得主动权和主导权,反之将被残酷的市场淘汰。长城汽车的新能源研发团队正在秉承公司的精益研发、精心制作的理念,全力以赴地研发新能源汽车。”

对于未来的新能源汽车战略,长安汽车已经很清晰,据詹樟松博士介绍,他们在“十二五”期间的新能源汽车战略将分三步走:一是巩固混合动力(中混)优势,实现批量化;二是加快纯电驱动车的产业化开发步伐;第三,跟踪燃料电池汽车技术。未来3年内,长安汽车将在新能源汽车的研发上投资约10亿元。不久前,长安汽车交付5辆纯电动汽车给国家电网重庆分公司。而在此之前,长安新能源已经面向重庆、南昌、昆明等地销售600多辆混合动力汽车。

此外,除了新能源汽车本身的技术,我们还需在整个产业的各个相关方面做好准备。达世亮先生认为,新能源汽车新增了动力电池、电动机和电子控制系统等关键部件,对整车的动态协调、能量分配和智能控制提出了新的要求,而更重要的是新能源汽车特别是其中的纯电动汽车,不仅需要汽车设计、动力电池等新关键部件的研发、试验等产品工程方面的大量工作,也不仅需要新能源汽车及其动力系统和控制系统的制造工艺与装备等制造工程方面的大量工作,而且需要充电桩、充电站、电池更换系统、新能源汽车的售后支持、维护修理以及新能源汽车运行的商业模式开发等一系列的大量工作。总之,新能源汽车产业是一项非常大的、复杂的系统工程,需要各个环节携手努力,才能最终实现产业繁荣。

结语

动力总成被称为汽车的心脏,中国要想发展成为世界汽车强国,动力总成技术的发展责无旁贷,各主机厂都投入巨资优化和研发产品,我们期待中国动力系统市场的繁荣!

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