核心提示:
歐洲汽車制造協會(ACEA)的成員曾在1998年達成一項協議,要讓2008年市面上出售的汽車每公里二氧化碳平均排放量下降到140克。在頭幾年中,他們的工作成效顯著,二氧化碳排放降低了不少,不過這主要得益于汽車制造商更多地采用了柴油發動機,而汽油汽車在這方面卻進步緩慢。要想進一步降低二氧化碳排放,縮小發動機的體積是一種選擇,因為它能減少重量、摩擦以及泵抽吸過程中的能量損失。但這也帶來了一個新問題需要解決:如何讓汽車在低速時平滑、快速地加速。為了保證駕駛性能,發動機需要產生更大的輸出功率,通過增加壓縮機壓力可以彌補體積縮小帶來的性能損失。而傳統增壓系統在汽車處于低速時反應慢,效果也不好。針對這一問題,英國的IntegralPowertrain(IP)公司最近推出了一種新型混合動力發動機,它采用了新的增壓技術和扭矩助力器,可以使C級轎車裝用的渦輪增壓汽油機在提供170制動馬力的同時,二氧化碳排放量每公里只有120克。這套系統名為SuperGeni-Hybrid。其技術核心在于它打破了離心增壓器中發動機速度與壓縮機速度之間的聯系,使壓縮機可以按當前的駕駛需要保持合適的速度,這使它在加速時可以瞬間進行響應。它同時還提供了更佳的停車/起步性能,讓汽車發動機在等待時完全關閉,不排放廢氣,但啟動時又可瞬間加速。如果用它替代汽車上普通的交流發電機和啟動電機,不僅性能更佳,還可進一步降低二氧化碳的排放。SuperGen發動機系統擁有兩個驅動方式。一個是機械傳動方式,利用傳送帶與發動機曲柄相連使環形轉輪可以得到發動機2.7倍轉速,如果使外圍轉輪停止,中央的壓縮機的轉速可以達到發動機反方向轉速的32倍;另一個是電子傳動方式,如果發動機停止,小的控制發動機可以使外圍轉輪轉動,帶動中央的壓縮機以發動機同向的11.5倍速轉動。通過將這兩套驅動方式綜合,壓縮機速度可以在0—150倍機軸速度間進行精確調整,最高轉速可以超過每分鐘20萬轉。根據公司介紹,以一個2.0升的C級轎車為例,如果它原來的二氧化碳排放為每公里184.4克,使用同樣功效的1.4升發動機可使二氧化碳排量減少26.7克,使用新型轉輪可使排量減少5.1克,新的停車/起步特性使排量又減少了6克,這樣,二氧化碳排放總共可減少20.5%。從駕駛性能而言,1.4升的SuperGen發動機不管在低速還是高速狀態下,提供的牽引力都高于普通的2.0升發動機,這使它的0—100公里加速只需要7.7秒。通過改變12伏控制發動機的扭矩比,壓縮機大小以及牽引力傳送比,SuperGen發動機可以被廣泛應用在1.2—4.5升的發動機上。對于這套系統而言,主要的成本在于控制發動機、電力系統和牽引力驅動裝置上。由于工作電壓只有12伏,從而使電路改造成本降到了最低。而牽引力驅動裝置也已經投產,并在其它使用增壓設備的車輛上得到了廣泛驗證。據估算,它的成本只有普通混合動力發動機的1/3。這套系統通過控制電子裝置與可儲存300千焦電容組合之間的能流,在需要時最大可提供14千瓦的電能,動態分配給增壓系統或者扭矩助力器,從而增加發動機的扭力輸出量。IP公司的技術總管盧克·巴克爾說:“大多數混合動力汽車需要昂貴而且笨重的儲能系統來保證爬坡或者拖車時所需的扭力輸出;而i-Hybrid裝置可以在維持自身運轉的同時提供更高的扭力輸出。” 由于尺寸和現有發動機相近,SuperGen系統可以直接整合入現有的發動機設計之中。目前已有不少發動機制造商表示對此技術感興趣。英國NexxtDrive公司的主席羅德·凱奇說:“SuperGen技術提供了一個獨特的解決方案,小巧、高效、低排放的發動機帶來了很多驚奇。”