現(xiàn)在的卡車,可以在五年內(nèi)把油耗降到50%嗎?美國(guó)能源部提出的"超級(jí)卡車獎(jiǎng)",目標(biāo)是要在五年內(nèi)降低車輛總體油耗50%,其中整車油耗要降低30%,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗要降低20%。聽起來(lái)有些不可思議?這的確是很多人對(duì)于兩年前啟動(dòng)的"超級(jí)卡車計(jì)劃"的擔(dān)心:"這個(gè)龐大項(xiàng)目,是否會(huì)由于過(guò)高的節(jié)能目標(biāo),而導(dǎo)致最終無(wú)法完成?"
納威司達(dá)International ProStar和TranStar長(zhǎng)頭重卡
不過(guò),這一擔(dān)心,似乎有些多余。2012年2月,美國(guó)納威司達(dá)集團(tuán)高層向小編透露,目前由該公司擔(dān)綱的超級(jí)卡車計(jì)劃進(jìn)展順利,公司年初與美國(guó)能源部續(xù)簽了合同。在第三年里,納威司達(dá)還將繼續(xù)沿著既定的規(guī)劃方向,開發(fā)新技術(shù),克服更多障礙和壁壘,逐年降低卡車油耗。您是不是也對(duì)這一看似不可能完成的任務(wù)感興趣?如果是,就和小編一起來(lái)看看這個(gè)計(jì)劃的實(shí)施情況吧。
艱難的"超級(jí)卡車獎(jiǎng)"
美國(guó)重卡市場(chǎng),向來(lái)以全球最嚴(yán)苛的重卡排放標(biāo)準(zhǔn)而聞名。到目前為止,美國(guó)環(huán)保署強(qiáng)制實(shí)施的重型車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)是堪與歐VI對(duì)標(biāo)的EPA2010,但前者仍需2年左右時(shí)間才能在歐盟全面推行。不過(guò),在這個(gè)長(zhǎng)頭重卡占主導(dǎo)的市場(chǎng),迄今仍沒有一個(gè)關(guān)于燃油消耗量的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)(附注1)。而實(shí)際上,在美國(guó)汽車銷量中只占1.5%的重型卡車,卻幾乎消耗了美國(guó)7成以上的柴油。
為了引導(dǎo)重卡制造商提高車輛燃油效率,進(jìn)而節(jié)約物流成本和油耗,美國(guó)能源部于2009年啟動(dòng)了一個(gè)名為"超級(jí)卡車獎(jiǎng)"(也稱為"超級(jí)卡車計(jì)劃")的資金項(xiàng)目,該項(xiàng)目分五年實(shí)施,總投資2.7億美元,通過(guò)與北美地區(qū)優(yōu)秀的重卡及動(dòng)力生產(chǎn)商合作,官-企共同出資在整車與發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新性研究,最終達(dá)到2015年單車總油耗降低50%的目標(biāo)。
經(jīng)過(guò)一番甄選和競(jìng)標(biāo),能源部最終敲定了本土市場(chǎng)上幾家主流的重卡制造商和發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè),來(lái)承擔(dān)"超級(jí)卡車計(jì)劃"的任務(wù)。這其中包括納威司達(dá)(Navistar)、彼得比爾特(Peterbilt)、康明斯、戴姆勒底特律柴油機(jī)廠等。"由于納威司達(dá)既是整車生產(chǎn)商,又是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商,因此研發(fā)的范圍更廣一些。"納威司達(dá)集團(tuán)中國(guó)區(qū)科技總監(jiān)雷寧院士這樣介紹。
納威司達(dá)的邁斯福(MaxxForce)重型發(fā)動(dòng)機(jī)完全滿足最嚴(yán)格的EPA2010排放標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)了解,納威司達(dá)的項(xiàng)目研發(fā)費(fèi)用共計(jì)8900萬(wàn)美元,其中能源部補(bǔ)貼45%,剩下的費(fèi)用由納威司達(dá)聯(lián)合幾個(gè)關(guān)鍵零部件企業(yè)共同承擔(dān)。對(duì)這些企業(yè)而言,挑戰(zhàn)和困難是很明顯的。"目前,市場(chǎng)上主流發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率大多數(shù)只有40%,60%左右都在熱能轉(zhuǎn)化過(guò)程中丟失了。"雷寧表示。而按照能源部的要求,擔(dān)綱的企業(yè)"五年內(nèi)要降低車輛總體油耗50%,其中整車油耗降低30%,發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低20%,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率達(dá)到50-55%"。
這一方面意味著美國(guó)重卡及發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)要在滿足最嚴(yán)格的EPA2010排放標(biāo)準(zhǔn)前提下,完成節(jié)能技術(shù)上的飛躍;另一方面還意味著,承擔(dān)項(xiàng)目的企業(yè)要在可預(yù)期的未來(lái)盡可能地把先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為商品力,盡早實(shí)現(xiàn)先進(jìn)整車與發(fā)動(dòng)機(jī)的批量銷售,從而把前期支付的項(xiàng)目費(fèi)用盡快收回并盈利。
納威司達(dá)的應(yīng)對(duì)之策
據(jù)介紹,納威司達(dá)在項(xiàng)目第一年所做的工作,主要是圍繞規(guī)劃和方向"做文章",以便尋找實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的幾種途徑。"這包括技術(shù)路線的選擇、未來(lái)盈利的建模分析等。"雷寧補(bǔ)充說(shuō)道。
小編了解到,在整車油耗改進(jìn)方面,納威司達(dá)確定了四個(gè)方向。一是混合動(dòng)力,主要是雙模深度混合,車輛既能以純電動(dòng)模式行駛,也能在純電動(dòng)與混合動(dòng)力模式之間自由轉(zhuǎn)換;二是傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化;三是輕型材料的更多應(yīng)用,比如復(fù)合材料在駕駛室與掛車上的采用、合金材料在輪轂和車輪上的應(yīng)用等。
第四個(gè)方向是空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化,這也是納威司達(dá)的重頭戲。雷寧告訴小編,當(dāng)重型車輛在高速路上以85km/h勻速行駛時(shí),空氣流動(dòng)阻力所導(dǎo)致的燃油消耗,占到了總驅(qū)動(dòng)能耗的50%。為此,納威司達(dá)正在設(shè)計(jì)的未來(lái)概念車,將在外形的空氣動(dòng)力優(yōu)化上有突破性的進(jìn)展,它不但改進(jìn)了牽引車的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),使其更富流線型,還將實(shí)現(xiàn)牽引車與掛車的一體化設(shè)計(jì)。"根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn),減少牽引車與半掛車之間的空隙,能降低整車2%的額外油耗。在掛車上應(yīng)用裙板和整流罩,能夠減少11%的油耗。"
復(fù)古外形的納威司達(dá)InternationalLoneStar長(zhǎng)頭重卡
"在發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提高方面,我們也要朝著四個(gè)方向下功夫。"雷寧向小編介紹道。一是改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率,提高燃油品質(zhì);二是改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率;三是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高電控管理系統(tǒng)的精確性;四是研發(fā)廢熱能回收技術(shù)。"發(fā)動(dòng)機(jī)做功的過(guò)程實(shí)際上就是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程。在這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中,很多熱能被無(wú)效浪費(fèi)了,因此,廢熱能回收技術(shù),恰恰就是要解決這個(gè)問(wèn)題,從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。"
現(xiàn)在,圍繞事先確定的規(guī)劃方向,納威司達(dá)已經(jīng)取得了部分技術(shù)突破。"公司的超級(jí)卡車項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)每個(gè)月都會(huì)召開技術(shù)會(huì)議,討論進(jìn)展情況。我們也會(huì)發(fā)表一些技術(shù)文章,介紹經(jīng)驗(yàn)和成果。"納威司達(dá)高層透露。對(duì)于整個(gè)"超級(jí)卡車計(jì)劃",納威司達(dá)在按計(jì)劃推進(jìn)的同時(shí),也愿意和中國(guó)卡車界分享一些研發(fā)心得,以期共同推進(jìn)全球的節(jié)能減排。
小編點(diǎn)評(píng):能否推出中國(guó)的超級(jí)卡車計(jì)劃
如果現(xiàn)在就斷言"超級(jí)卡車計(jì)劃"能否順利完成,那無(wú)疑言之過(guò)早。但可以肯定的是,通過(guò)美國(guó)能源部的資金支持,通過(guò)研發(fā)上的不斷努力,通過(guò)與零部件供應(yīng)商的齊頭并進(jìn),納威司達(dá)等承擔(dān)該項(xiàng)目的企業(yè)都能各自取得不同程度上的進(jìn)步,進(jìn)而引導(dǎo)北美重卡產(chǎn)業(yè)在節(jié)能方面的技術(shù)水平前進(jìn)一大步。從這個(gè)角度而言,"超級(jí)卡車計(jì)劃"已經(jīng)成功了一大半。
正所謂"他山之石,可以攻玉",反觀中國(guó),隨著能源危機(jī)愈演愈烈,隨著中國(guó)汽車燃油消耗量的越來(lái)越大,隨著中國(guó)重型商用車的保有量越來(lái)越大,隨著中美雙方汽車技術(shù)交流的擴(kuò)大,我們的政府相關(guān)管理部門是否可以參考借鑒美國(guó)能源部的超級(jí)卡車計(jì)劃,采取更多市場(chǎng)手段、鼓勵(lì)手段與補(bǔ)貼手段,來(lái)推動(dòng)中國(guó)重卡產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)進(jìn)步?中國(guó)是否也可以推出一個(gè)"超級(jí)卡車計(jì)劃",由政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)來(lái)共同推動(dòng)卡車的節(jié)能減排呢?
附注1:2011年8月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布將首次規(guī)定大型卡車的燃油消耗以及熱溫室氣體排放的標(biāo)準(zhǔn),這些大型卡車包括消防卡車、混凝土攪拌車、重型卡車以及其它各種型號(hào)的卡車。此項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)的使用期限為2014年至2018年,也即從2014年才可能開始實(shí)施重卡的燃油消耗限值標(biāo)準(zhǔn)。
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