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油耗如何降50%?详解美国超级卡车计划

发布时间:2012年02月21日 11:42 | 进入汽车论坛 | 来源:第一商用车网 | 手机看视频


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       现在的卡车,可以在五年内把油耗降到50%吗?美国能源部提出的“超级卡车奖”,目标是要在五年内降低车辆总体油耗50%,其中整车油耗要降低30%,发动机油耗要降低20%。听起来有些不可思议?这的确是很多人对于两年前启动的“超级卡车计划”的担心:“这个庞大项目,是否会由于过高的节能目标,而导致最终无法完成?”

油耗如何降50%?详解美国超级卡车计划

       不过,这一担心,似乎有些多余。2012年2月,美国纳威司达集团高层向记者透露,目前由该公司担纲的超级卡车计划进展顺利,公司年初与美国能源部续签了合同。在第三年里,纳威司达还将继续沿着既定的规划方向,开发新技术,克服更多障碍和壁垒,逐年降低卡车油耗。您是不是也对这一看似不可能完成的任务感兴趣?如果是,就和第一商用车网记者一起来看看这个计划的实施情况吧。

       ● 艰难的“超级卡车奖”

       美国重卡市场,向来以全球最严苛的重卡排放标准而闻名。到目前为止,美国环保署强制实施的重型车尾气排放标准是堪与欧VI对标的EPA2010,但前者仍需2年左右时间才能在欧盟全面推行。不过,在这个长头重卡占主导的市场,迄今仍没有一个关于燃油消耗量的标准法规(附注1)。而实际上,在美国汽车销量中只占1.5%的重型卡车,却几乎消耗了美国7成以上的柴油。

       为了引导重卡制造商提高车辆燃油效率,进而节约物流成本和油耗,美国能源部于2009年启动了一个名为“超级卡车奖”(也称为“超级卡车计划”)的资金项目,该项目分五年实施,总投资2.7亿美元,通过与北美地区优秀的重卡及动力生产商合作,官-企共同出资在整车与发动机领域进行创新性研究,最终达到2015年单车总油耗降低50%的目标。

       经过一番甄选和竞标,能源部最终敲定了本土市场上几家主流的重卡制造商和发动机企业,来承担“超级卡车计划”的任务。这其中包括纳威司达(Navistar)、彼得比尔特(Peterbilt)、康明斯、戴姆勒底特律柴油机厂等。“由于纳威司达既是整车生产商,又是发动机生产商,因此研发的范围更广一些。”纳威司达集团中国区科技总监雷宁院士这样介绍。

油耗如何降50%?详解美国超级卡车计划

       纳威司达的迈斯福(MaxxForce)重型发动机完全满足最严格的EPA2010排放标准

       据了解,纳威司达的项目研发费用共计8900万美元,其中能源部补贴45%,剩下的费用由纳威司达联合几个关键零部件企业共同承担。对这些企业而言,挑战和困难是很明显的。“目前,市场上主流发动机的热效率大多数只有40%,60%左右都在热能转化过程中丢失了。”雷宁表示。而按照能源部的要求,担纲的企业“五年内要降低车辆总体油耗50%,其中整车油耗降低30%,发动机油耗降低20%,发动机热效率达到50-55%”。

       这一方面意味着美国重卡及发动机企业要在满足最严格的EPA2010排放标准前提下,完成节能技术上的飞跃;另一方面还意味着,承担项目的企业要在可预期的未来尽可能地把先进技术转化为商品力,尽早实现先进整车与发动机的批量销售,从而把前期支付的项目费用尽快收回并盈利。

       ● 纳威司达的应对之策

       据介绍,纳威司达在项目第一年所做的工作,主要是围绕规划和方向“做文章”,以便寻找实现上述目标的几种途径。“这包括技术路线的选择、未来盈利的建模分析等。”雷宁补充说道。

       第一商用车网记者了解到,在整车油耗改进方面,纳威司达确定了四个方向。一是混合动力,主要是双模深度混合,车辆既能以纯电动模式行驶,也能在纯电动与混合动力模式之间自由转换;二是传动系统优化;三是轻型材料的更多应用,比如复合材料在驾驶室与挂车上的采用、合金材料在轮毂和车轮上的应用等。

       第四个方向是空气动力学优化,这也是纳威司达的重头戏。雷宁告诉记者,当重型车辆在高速路上以85km/h匀速行驶时,空气流动阻力所导致的燃油消耗,占到了总驱动能耗的50%。为此,纳威司达正在设计的未来概念车,将在外形的空气动力优化上有突破性的进展,它不但改进了牵引车的细节设计,使其更富流线型,还将实现牵引车与挂车的一体化设计。“根据我们的实验,减少牵引车与半挂车之间的空隙,能降低整车2%的额外油耗。在挂车上应用裙板和整流罩,能够减少11%的油耗。”

油耗如何降50%?详解美国超级卡车计划

       复古外形的纳威司达International LoneStar长头重卡

       “在发动机热效率提高方面,我们也要朝着四个方向下功夫。”雷宁向记者介绍道。一是改善发动机进气效率,提高燃油品质;二是改善发动机的燃烧效率;三是改进发动机结构设计,进一步提高电控管理系统的精确性;四是研发废热能回收技术。“发动机做功的过程实际上就是热能转化为机械能的过程。在这个转化过程中,很多热能被无效浪费了,因此,废热能回收技术,恰恰就是要解决这个问题,从而提升发动机的热效率。”

       现在,围绕事先确定的规划方向,纳威司达已经取得了部分技术突破。“公司的超级卡车项目团队每个月都会召开技术会议,讨论进展情况。我们也会发表一些技术文章,介绍经验和成果。”纳威司达高层透露。对于整个“超级卡车计划”,纳威司达在按计划推进的同时,也愿意和中国卡车界分享一些研发心得,以期共同推进全球的节能减排。

       ● 记者点评:能否推出中国的超级卡车计划

       如果现在就断言“超级卡车计划”能否顺利完成,那无疑言之过早。但可以肯定的是,通过美国能源部的资金支持,通过研发上的不断努力,通过与零部件供应商的齐头并进,纳威司达等承担该项目的企业都能各自取得不同程度上的进步,进而引导北美重卡产业在节能方面的技术水平前进一大步。从这个角度而言,“超级卡车计划”已经成功了一大半。

       正所谓“他山之石,可以攻玉”,反观中国,随着能源危机愈演愈烈,随着中国汽车燃油消耗量的越来越大,随着中国重型商用车的保有量越来越大,随着中美双方汽车技术交流的扩大,我们的政府相关管理部门是否可以参考借鉴美国能源部的超级卡车计划,采取更多市场手段、鼓励手段与补贴手段,来推动中国重卡产业链的技术进步?中国是否也可以推出一个“超级卡车计划”,由政府、企业和研究机构来共同推动卡车的节能减排呢?

       附注1:2011年8月,美国总统奥巴马宣布将首次规定大型卡车的燃油消耗以及热温室气体排放的标准,这些大型卡车包括消防卡车、混凝土搅拌车、重型卡车以及其它各种型号的卡车。此项新标准的使用期限为2014年至2018年,也即从2014年才可能开始实施重卡的燃油消耗限值标准。

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