首页 > 制动知识 > 正文
汽车动力系统面临的挑战与解决方案
作者: 雷风梅 来源: 汽车与配件 日期: 2012年第49期

油价上升、全球各地的废气排放法规越来越严格,这对汽车制造商的发动机技术选择影响很大。另外,变型车数增加,每个车型的市场周期缩短。用户想要最新的技术集成到最新设计中,而购买与使用成本比上一代车型更低。总之,市场需求和法规要求促进汽车制造商开发新的驱动系统技术。
 
全球各地的市场特点与法规
全球各地的市场特点和法规要求差异很大,所以用一种解决方案应对全球各种需求是不现实的,全球各地市场的特点与需求如下。
 
北美:北美市场的车辆主要使用汽油机,柴油机主要用于重型载货车。混合动力技术是一项相对新的技术,但混合动力车的数量有望增长。北美70%以上的汽车使用6缸或8缸发动机,约88%的汽车使用自动变速器。北美市场越来越多地使用六档自动变速器,六档自动变速器不但性能好,燃油经济性也好。以前大部分载货车和SUV使用的燃油成本较低,但是随着燃油价格走高,这种情况有所改变。
 
欧洲:欧洲市场使用的柴油机和汽油机数量基本持平。柴油机和汽油机技术要求将越来越高,要应对更严格的排放标准,并降低CO2排放。当前,混合动力车在欧洲所占的比例还不大。与北美市场相对比,4辆新注册车辆中就有3辆应用4缸发动机。与此相类似的是,用户比较喜欢手动变速器。这类变速器占主要地位的原因是该地区税收高而导致油价高。
 
拉丁美洲、非洲和中东地区:该地区用户喜欢4缸发动机。10台发动机中有9台式火花点燃式发动机。跟欧洲市场一样,手动变速器占据了96%的市场份额。这些国家因为经济状况的原因越来越多地使用替代燃料,例如乙醇燃料。由于该地区的经济状况不佳,汽车工业面临的主要挑战是达成成本目标。
 
亚太地区:亚太地区是颇具挑战性的市场,因为它同时具备北美和欧洲市场的特点。亚太地区汽油发动机的市场份额约为90%,大多数是3缸或4缸发动机。另外,市场对自动变速器和手动变速器的需求基本均衡,新车销量的51%装备了自动变速器。这些快速增长的市场受新排放标准和燃油消耗标准的影响,其标准很多情况下与欧洲标准保持一致。该地区的标准对小排量发动机有利。
 
在所有这些市场,推动传动系统技术进步的主要有三个因素:
燃油经济性:增长的法规压力、多变的燃油价格、对CO2/温室气体排放的关注。
能源多样化:对依赖国外石油资源的顾虑加大,渴望可再生能源。
降低排放:不断严格的排放标准/挑战。
 
燃油经济性
因为资源相对丰富、能量密度高、易于运输,一个多世纪以来,石油成为世界上最主要的能源之一。当今世界上35%的能量是由石油供应的,运输业消耗能量的96%是由石油供应的。至2030年全球每天的石油需求量有可能增长至接近3.4亿桶,2003年全球每天的石油需求量约为2亿桶。
 
大部分增长的能量需求来源于欠发达地区,能量需求增长的75%来源于亚洲和非洲。与之类似,东欧过去十五年经历了增长,未来几年还将继续增长,但增长率会稍低一些。能量增长的大部分来源于运输业,因为运输业既促进经济发展,也受经济发展的制约。
 
人们认为拥有汽车能扩大个人活动范围,是个人经济地位的象征。随着发展中地区财富增长,私人汽车拥有量会增加。未来几年,新兴市场的需求增长会带动全球汽车销量增长约30%。
 
能量多样化
对石油供应的顾虑还伴随着对CO2排放的顾虑,以及CO2排放改变全球气候的顾虑。这些市场力量增长,传动系统工程师的机会亦随之增长。
 
解决全球气候问题的关键是使用多样化的可持续能源,可持续性能源的温室气体排放较低。
 
汽车使用的主要有三类能源:清洁燃料(液态和气态)、蓄电池的电能、氢。
显然,并没有一种发动机或燃料技术能应对所有的问题。相反,要应用多种能源降低人类对传统石油燃料的依赖,以及汽车对环境的影响,并成功地满足全球用户需求。
 
电能和氢能在未来汽车所使用的能源中扮演主要角色。随着蓄电池技术进步和成本下降,市场上还会出现多样化的混合动力或插入式混合动力技术方案。
 
未来内燃机改进是实现更有效、更清洁的能量转换。就纯电能转换来说,燃料电池是合理的选择。混合动力包括两种形式的能量转换,汽车能量管理要进—步改进。
 
降低排放
CO2排放与含碳燃料的消耗直接相关,如石油燃料。世界上许多国家限制碳排放来降低燃油消耗和环境影响。
 
烟雾引起的排放问题相当容易解决,改进汽车技术就能降低烟雾排放,改进空气质量。而气候改变是个全球问题,汽车制造商必须和政策制定者一起,确保降低CO2排放措施的可行性。这一措施必须能使消费者承受得起,制造商具有可操作性,并能和其他政策相协调,还要有必要的燃油、基础设施和税收政策相支持。这样的措施才是能够执行的、成本有效的措施。
 
未来的驱动装置不仅仅只是一种解决方案,我们必须支持多种方案的应用,才能满足多样化的市场需求。发动机负载大的车辆更倾向于使用柴油驱动系统,发动机负载低的车辆更倾向于选用汽油机。
 
对于速度变化大的车辆,使用混合驱动系统很有利。混合动力城市客车是高负载动力系统在停停走走的城市循环中的最佳解决方案。与之相对比的是,北美公路上行驶的通勤车以中等速度行驶在一定的车流中,使用汽油机拥有成本最低。
 
这些新技术带动电子和电气系统、控制器以及相关技术需求增长,使车辆使用方式发生变革,以及用户和车辆怎样互动、车辆之间、车辆与外部世界之间怎样通讯等。
 
迎接挑战
根据早期的法规和市场要求,全球汽车制造商必须权衡取舍许多事情。幸运的是,汽车制造商研制未来汽车可选择的技术有很多。
 
例如,通用开发出先进驱动技术来满足用户多样化的驱动需求和能源多样化需求。
 
该技术的基础是从改进传统的发动机和变速器技术开始的,目的是支持液态燃料的使用。经过持续改进,燃油经济性获得了极大的提升。
 

\

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

推荐好友:
加入收藏: 加入收藏夹
】【打印本页】【发表评论】【关闭窗口
 
   
   
 
联系电话:021-50325218
Copyright 2007 www.chebrake.com. All rights reserved.
© 2007 汽车制动网 版权所有|法律声明 沪ICP备13016240号-2