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汽车无级变速三元混合动力节能装置

   日期:2011-12-29     来源:互联网    浏览:23    

  减少交通工具的排放,提高其能源使用效率是世界性难题。经过国际汽车界多年探索,普遍认为,混合动力节能是未来数年内现实可行而效果明显的方法。目前,日本、美国已在油电混合动力驱动系统领域推出实用性产品,通过内燃机和电动机配合使用,达到百公里节油30-40%的效果。但由于要添加特殊的大功率电池和电机,这种方式仍存在着成本较高、总体经济性差等问题。


  变速器系统是汽车的重要组成部分,也是关系节能效果最核心的功能部件之一。在北京市科技计划前后二期的支持下,成功研发出一种采用机械与液压技术相结合的新型混合动力无级变速器装置,在汽车传动与节能领域取得重大突破。采用该技术对两辆试验样车进行改装,经国家权威检测部门测试取得了节油20.8%-36%的效果,并已成功申请国际专利。

 


 


  第一辆样车,1995年产已行驶30万公里的二手捷达,1.6L发动机,自重1070Kg,经北京理工大学汽车排放质量监督检验中心测试,60Km/h,90Km/h匀速油耗仅为百公里4.69L和5.02L。同样条件下该款新车的公布标准为百公里油耗5.918L和6.618L,改造后老车比新车实现节油20.8-24.1%。


  第二辆样车,2006款北京现代汽车厂生产的伊兰特新车,汽车自重1270Kg,发动机排量1.6L,经清华大学汽车工程系的国家安全与节能重点实验室检测,改装前该车型在市区工况下的综合油耗,自动档百公里10.9L,手动档百公里9.5L。改装后百公里油耗为6.97L,对比自动档和手动档分别节油36.1% 和26.6%。


  该款新型混合动力无级变速器装置的最大创新点,是在目前的手动挡、自动档车型的基础上,创造出了一种具有独特原理的无级变速装置,采用液压泵/液压马达与机械行星轮相配合,同时实现了高效无级变速传动和混合动力传动节能两个功能。通过液压蓄能器回收汽车低速低载和刹车时被浪费的能量,在汽车再次起步或者加速时再利用,在优化发动机的工况提高发动机的热转换效率、减少发动机怠速能耗和汽车滑行能耗、回收刹车动能等三方面节约了能量,提高了能量利用率。该装备在很多方面具有较强的特点和优势:


  一是完全拥有自主知识产权。该装置的发明人已申请了国际专利PCT,并经过国际专利检索机构审查,认为完全符合实用性,新颖性和创造性的要求,在国际具有独创性和完全自主知识产权。有助于避免我国在油电混合动力领域起步晚,存在与发达国家的专利纠纷和冲突的被动局面,对我国混合动发汽车起到良好的促进作用。


  二是应用方式相对灵活、便捷。由于该装置主体尺寸重量小,易于安装,不需要改动汽车的发动机和制动安全系统。不但能在新车型上使用,还可以对老车型进行改装,替换原有的变速箱,升级为具有自动无级变速功能的混合动力的节能汽车。而成本和其它自动档变速器相当,易于被社会和市场所接受。


  三是成本较低、易于规模生产。与现有机电混合动力相比,在同等节能效果前提下,液压蓄能器体积仅为车用天然气瓶的1/2以下,损耗低,功率密度大,液压回收比电能回收效率高,从而能达到更好的节能效果,而成本大幅度降低。该装置使用成熟的液压和机械传动设备以及能够反复充放数十万次的液压蓄能器,生产制造难度相对较低,除控制系统中的集成电路外可全部实现国产。


  四是可扩展前景良好。随着未来动力电池技术在成本和性能等方面取得进一步突破,该装置还可以很方便的集成电机辅助驱动功能,以低成本实现机液电三元混合动力。在几十公里的范围内,基本不用燃油,采用电动,百公里驾车成本有望降至到几元,节能汽车成为上班族的主要代步工具。


  除能够节油以外,采用该装备的汽车将实现低排放,发动机经常工作在高效低排放区,降低其运行时的尾气排放,采用城市低速路况下的双模式运行,既避免了传统的发动机驻车怠速高污染也可以消除采用传统的驻车熄火后发动机频繁启动带来的附加污染。该装置如能在出租车上首先使用,将带来良好的经济和社会效益。以出租车每天平均行驶400公里计算,每车每天可省油10L,节省运营成本50元左右,一年以工作350天计算可节油3500L,节省17500元。如果能在全国的百万辆出租车上推广应用,年节油价值将达数百亿元,同时有效降低排放。


  到目前为止,已经完成在北京最普遍使用的车型捷达和伊兰特样车上的节能效果实验和自动控制,由于处于样机实验阶段,该装置在系统安装方面还有待于进一步的优化和完善。下一步,北京市科委将积极推动该公司尽快完成产品的小批量中试,和北汽集团等汽车整车厂配合进一步优化。同时,促进该公司与汽车生产厂商、零部件厂商以及投资商进行合作,实现产品化和产业化,早日实现应用,对北京汽车关键技术自主创新,实现绿色奥运,绿色北京及节能减排工作发挥更大的作用。

 

 
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