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在通用汽車的綠色科技日上,工程師們都分享了些什麼?

通用汽車在「巡綠中國」綠色科技體驗日上,通用汽車的工程師們向外界展示了其在排量發動機、輕量化車身及車身空氣動力學設計、插電混合動力上的投入與發展。

這次科技體驗日分為三個環節,分別為智慧驅動、智慧設計以及智慧駕駛。

智慧驅動

智慧驅動,按照通用汽車大型與小型汽油發動機區域副總工程師 Mark Wrobel 的解釋,就是利用智慧系統以及相關技術,提高每升燃油的行駛里程。

Wrobel 著重介紹通用的 Ecotec 發動機,Ecotec 在減輕發動機重量以及整體體積的前提下,能保持較好的動力輸出水準。減輕重量的好處是——據美國國家環境保護局的資料顯示,汽車車重每減輕45公斤(100磅),燃油效率可以提升最高 2%。 

Wrobel 告訴我們,通用汽車對於發動機部件的重量可以精准到 0.01 克。他說在通用內部,一位總工程師曾經制定過這樣的獎勵制度:零部件每減重 1 克,工程師將相應得到 5 美分的硬幣獎勵(相當於 3 角人民幣),因為 5 美分硬幣的重量正好是 1 克。

在發動機啟停、燃油管理系統等方面,通用汽車也作出了相關解決方案和優化。

通用官方給出的資料是:在車輛臨時停車時發動機熄火的自動啟停技術能夠讓燃油效率提升 3% 到 10%。燃油管理系統上,該技術可以使燃油效率提升高達12%。

電氣化驅動也是通用汽車的重要發展方向之一。

在電氣化解決方案上,通用汽車提供的解決方案包括eAssist輕混動力技術、混合動力汽車、插電式混合動力汽車、增程式電動汽車以及純電動汽車。

智慧設計

通用汽車空氣動力學技術專家 Justin D'Souza 說,流線型車身有助於在汽車行駛過程中最大程度地降低風阻。在高速行駛時,空氣阻力(占 13%)是影響能耗的第三大因素,僅次於引擎(占 34%)及車身重量(占 14%)。

對於降低空氣阻力,通用汽車的做法是,在自家擁有一個長達 228.6 米隨到的風洞實驗室中,同時利用一台直徑達 13 米的風扇產生高達 222 公里/小時的風速下做實車測試。

D'Souza 表示,這樣的風速比 F2 級龍捲風更猛烈,可以在實車設計中達到降低風阻的目的。

與此同時,工程師們也會使用空氣動力學優化工具——計算流體動力學(CFD)。它能夠對車輛四周的氣流進行數學模擬。

設計師們在獲取這些資訊後,會通過電腦輔助設計(CAD)程式和油泥模型進一步優化車輛的造型,之後會持續開展空氣動力學測試,直到設計最終被認可並投入量產。

在輕量化方面,通用汽車車身系統工程師周書英介紹,通過使用輕量化鋁材來代替傳統鋼材,以減輕車身的整體重量。例如,凱迪拉克 CT6 車身使用了 11 種複合材料,車身鋁材用量達 60%,在特殊部位策略性地使用了高強度鋼。

周書英表示,通用汽車是第一個將鋼鋁焊接技術應用於量產的汽車廠商。在今年,通用汽車在中國引進五款全球車型。其整備品質較上一代產品減少了 110-180 公斤不等。

智能駕駛

此「智能駕駛」並非彼「智能駕駛」。通用汽車中國小排量汽油發動機區域總工程師臧錫臣向我們講述如何改善駕駛習慣以便能更好地實現節能減排。根據他的分享,雷鋒網進行了如下整理(理想狀態下):

經過調校後的發動機可使車輛燃油經濟性提高約4%;

及時更換空氣濾清器,可以提高14%的燃油經濟性;

使用廠商推薦的機油可使燃油經濟性提高1-2%;

適當的胎壓可使車輛的燃油經濟性提升3.3%;同時也使駕駛更安全、輪胎壽命更長;

油箱蓋鬆動或遺失,會使車輛的燃油經濟性降低1-2%;

車輛額外增加45公斤的載重,將使燃油經濟性降低多達2%;

高速公路上,車速每降低15公里/小時可提高13%的燃油經濟性;高速路上超速駕駛、急加速、急刹車等操作會使車輛的燃油經濟性降低33%;城市路況下,激烈的駕駛行為則會降低5%的燃油經濟性。

在交通嚴重堵塞的情況下,如果車輛一直保持怠速狀態,那麼每15分鐘就會消耗0.95升的燃油。

傳統內燃機的油耗改善是一項挑戰,一直逼近極限。汽車工程師們通過一些新的技術手段或其他方面來實現節能減排的要求。比如改善發動機能耗,使用輕量化材料,改善車身設計降低風阻,等等。

通用汽車的一位工程師告訴雷鋒網,在傳統內燃機方面,未來還有新技術值得探索。

比如使用噴射壓力更高的噴油器,讓噴油控制得更加精准;汽油發動機的熱效率大約在30%,問題是如何將這些排掉的熱量降到最低,讓發動機做更多的功?熱管理是改善油耗的手段之一;斷缸技術(Active Fuel Management)的使用,可以大約降低 5%-到 10% 左右;還有壓燃技術,如果這項技術走出實驗室,可能會帶來至少 10% 左右的油耗改善。

這位工程師也認為,電動代替傳統燃油動力將是必然趨勢。但是,「這一天還很遙遠,可以十年後再看一看。」現階段,從用車成本、用車舒適度、可靠性以及安全性等方面而言,傳統動力內燃機驅動的汽車,在未來仍是主流。

一個較為現實的背景是,隨著各國對環保的要求越來越嚴苛,一些國家和地區已經開始表態:挪威在 2025 年、德國和美國加州在2030年計畫全面禁止燃油車銷售。可以預見,汽車廠商們面對節能減排的壓力也將越來越大。為了滿足政府的排放要求,汽車廠商們開始轉型,逐步向小排量燃油車技術、混合動力技術過渡。