張明

摘要：當(dāng)前，諸如環(huán)境保護(hù)、交通限制、柴油價(jià)格上漲和道路成本上升之類的問(wèn)題正在給運(yùn)輸業(yè)造成嚴(yán)重問(wèn)題。商用車制造商和合作伙伴的目標(biāo)是達(dá)到歐洲商用車和重型乘用車最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，并為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)而開發(fā)和增強(qiáng)綠色車輛。本文對(duì)此進(jìn)行相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：排放標(biāo)準(zhǔn);發(fā)展方向;問(wèn)題

一、柴油機(jī)繼續(xù)存在

目前，商用車制造商已經(jīng)成功創(chuàng)建了一種新的改進(jìn)型綠色汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，并且該發(fā)動(dòng)機(jī)更為符合歐V排放標(biāo)準(zhǔn)。

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同，從純粹的物理角度來(lái)看，高端汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率仍有提高的空間，但作為商用車的動(dòng)力裝置，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)始終具有廣闊的發(fā)展前景。

二、新引擎

瑞典Scania在新的R系列車型的基礎(chǔ)上，開發(fā)了功率最大的新型商用車，扭矩達(dá)3500 Nm，功率為537 kW，自2010年9月以來(lái)，已向用戶提供了四種V8發(fā)動(dòng)機(jī)模型。這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的新結(jié)構(gòu)可以承受更高的爆炸壓力，但在汽缸體頂部保留了原始的單缸汽缸蓋和高架凸輪軸。V8柴油機(jī)的氣缸體采用V形裝配角，在90°不變，行程也不變化，因此發(fā)動(dòng)機(jī)下半部分的形狀保持不變，也使用了商用車制造商的其他V8的部分零部件。16.3升柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以在三個(gè)最大變速箱速比的情況下在1000至1350r/min的低速范圍內(nèi)使用最大扭矩。將來(lái)，天然氣是一種高度可利用的能源，其主要成分甲烷是最接近氫的可用能源，并且具有很高的能量含量。

在市政車輛中使用壓縮天然氣的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車行駛時(shí)，它們的重量非常輕（沒(méi)有像柴油發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的高爆炸壓力，但是需要輔助設(shè)備來(lái)使用壓縮天然氣）。 CNG車輛的總價(jià)格更昂貴，維護(hù)頻率更高（例如火花塞），但比不熟悉的燃料更現(xiàn)實(shí)（爆炸危險(xiǎn)）。

三、動(dòng)力總成優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域

希望將來(lái)在商用車動(dòng)力總成的四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得重大進(jìn)展?；景l(fā)動(dòng)機(jī)原則上不變，但是就燃料噴射技術(shù)而言，通過(guò)常規(guī)形式的燃料噴射和更高的燃料噴射壓力可以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程。第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域是改進(jìn)商用柴油機(jī)的增壓和通風(fēng)技術(shù)，這可以使柴油機(jī)更強(qiáng)大，包括提高效率和增壓。在燃料質(zhì)量方面，現(xiàn)在特別關(guān)注排氣后處理技術(shù)。除混合動(dòng)力技術(shù)外，對(duì)于商用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，包括輔助設(shè)備，變速箱和排氣后處理在內(nèi)的整個(gè)機(jī)器的控制與調(diào)節(jié)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可優(yōu)化商用車輛動(dòng)力總成的潛力。

四、燃油噴射技術(shù)

從理論上講，高燃油噴射壓力大且具有減少?gòu)U氣的能力，尤其是對(duì)于PM排放來(lái)講，潛力巨大。在過(guò)去的兩年中，共軌燃油噴射系統(tǒng)可以達(dá)到的最大燃油噴射壓力從210 MPa增加到250 MPa。不久前，最大燃油噴射壓力為300 MPa的液壓增壓燃油噴射系統(tǒng)的開發(fā)開始了，它們?cè)跐M足材料特性和批量生產(chǎn)中極小的制造公差方面面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。同時(shí)，出于質(zhì)量和尺寸的原因，這種燃油壓力提升是在共軌上完成的。然而，這種燃料增壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以增加燃料噴射壓力并改變?nèi)剂蠂娚湟?guī)律曲線的形狀。

五、增壓通風(fēng)技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)的減少和增強(qiáng)也是當(dāng)今商用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。例如，高增壓和高EGR比的組合將增加填充密度，因此必須采用更高的燃油噴射壓力，并且發(fā)動(dòng)機(jī)將在更大的范圍內(nèi)運(yùn)行。它在特性曲線字段的范圍內(nèi)運(yùn)行，并且通常在需要更靈活噴射的高負(fù)載運(yùn)行條件下運(yùn)行。

但是，在商用車發(fā)動(dòng)機(jī)較小且平均有效壓力相同的情況下，需要根據(jù)需要進(jìn)行兩級(jí)增壓，因此，隨著閥的減少，增壓度增大，空氣交換損失增大。這意味著，根據(jù)降低燃油經(jīng)濟(jì)性的指導(dǎo)方針，在商用車領(lǐng)域中不會(huì)縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，而是考慮改善整個(gè)機(jī)器的整體布局，并減小幾何尺寸或提高有效的承載質(zhì)量。

六、排氣處理

由于新法規(guī)對(duì)所有工業(yè)國(guó)家（包括中國(guó)、日本和美國(guó)）都有利，因此它制定了衡量有害排放量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并為制造商創(chuàng)造了相同的全球競(jìng)爭(zhēng)條件。

在這些環(huán)境中，商用車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)制造商都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，他們不僅要找到不僅符合嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，而且還要降低燃料消耗和制造成本。迄今為止，用于整體測(cè)量廢氣的不同駕駛周期和測(cè)量方法大不相同。

七、混合動(dòng)力化

在某些情況下，混合動(dòng)力技術(shù)可用于多種類型的商用車輛。從技術(shù)角度來(lái)看，混合動(dòng)力單元的大多數(shù)組件已經(jīng)確定，并且已經(jīng)進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。原型車已經(jīng)在路上行駛，需要研究的是增強(qiáng)成本優(yōu)勢(shì)并延長(zhǎng)使用壽命。當(dāng)然，除了技術(shù)問(wèn)題之外，要意識(shí)到客戶認(rèn)為可以省錢的時(shí)候才購(gòu)買這些混合動(dòng)力車。首先，需要確保燃料成本高于電池部件成本，以便可以從國(guó)家獲得該技術(shù)的支持資金。

當(dāng)前，混合動(dòng)力設(shè)備在城市公交車上實(shí)現(xiàn)了理想的經(jīng)濟(jì)效益，混合動(dòng)力設(shè)備的高成本可以用大約5年的燃料節(jié)省來(lái)償還。然而，這種可能性在運(yùn)送運(yùn)輸中不存在，并且車輛的有效車載質(zhì)量減小了，特別是在應(yīng)用混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元時(shí)。但是，對(duì)于打算交付的商用車，使用混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器在燃油消耗和二氧化碳排放方面可提供10%到15%的利潤(rùn)。另外，節(jié)油效果的大小也與使用條件有關(guān)。在高彎道路和崎嶇起伏的地形上行駛時(shí)，即使在高頻率停車的情況下，節(jié)油效果也更加明顯。

八、結(jié)束語(yǔ)

本文研究發(fā)現(xiàn)可以將更經(jīng)濟(jì)、手動(dòng)和自動(dòng)變速箱集成到現(xiàn)有的汽車結(jié)構(gòu)解決方案中。在起停操作中，內(nèi)燃機(jī)從停車狀態(tài)斷開，并且僅利用電動(dòng)機(jī)執(zhí)行起動(dòng)操作，而沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力或舒適性的限制。取而代之的是，它使用了在施加車輛制動(dòng)器時(shí)為混合動(dòng)力電池組充電的能量（能量回收）。在完全混合動(dòng)力系統(tǒng)支持的情況下，它還可以全功率加速或以純功率運(yùn)行，而商用車最多可以節(jié)省30%。

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