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【汽车与环境】上汽集团乘用车技术中心总监徐政:乘用车动力技术发展

2018-12-12 09:09 来源: 盖世汽车

另一项大家都在做的技术就是外部冷却EGR,这是未来进一步提升热效率最主要的手段之一。昨天苏院士讲的报告热效率50%、60%,它的EGR已经大于50%了。要支撑那个概念,燃烧系统或者点火系统,跟我们现在传统发动机会有较大变化。但是在通往50%热效率的路上,这一类技术肯定要深入研究。

我们做的还是当前产品应用的系统。原理上,发动机在低负荷区,基本上通过内部EGR减少泵气损失,因为内部EGR可以通过正时优化而获取。但在中高负荷,需要加入外部EGR,降低泵气损失,改善燃烧相位,及燃烧热损失,增加压缩比,来提高燃烧效率。外部EGR还可以在低速全负荷增强抗爆震性能,在高速全负荷减少加浓。台架数据显示了以上收益,包括NEDC循环燃油耗降幅达到约2%。

另一项技术,排气余热回收,丰田在普锐斯车型上有过应用。我们做了一些这方面研究,原理上,至少25%以上能量通过排气直接损失了,要想办法利用回收。如先不考虑其他更复杂的技术,最基本的就是热交换。控制排气通过热交换器,部分热能加热小循环冷却液,可以加快发动机暖机过程,可以降低油耗。对应用了EGR系统的发动机,本身带有热交换器,可以设法共用。我们也申请了一些专利。这是在整车上两个不同的循环工况下做出的结果,数据显示效果还是比较明显的,暖机过程温度提升更快,NEDC、WLTC下油耗和颗粒物排放都有所下降。

另外一个节能永恒的主题,就是降低机械摩擦,大家一直都在做这方面的设计。这里举例表述我们上汽蓝芯动力发动机,处在比较好的摩擦功水平。蓝芯二代上,在减摩方面又进一步做了很多工作,整机机械摩擦降幅20%到30%,带来油耗收益2%到3%。摩擦功分解数据显示,发动机各子系统,都有不同的降幅。

这一页演示主要的发动机减摩技术,可以分系统来看,活塞连杆、曲轴、配气机构、润滑冷却系统、附件包括机油等等,机油供应商也做了很多开发工作,低粘度机油带来的好处也是非常明显的。再往后还有一些技术包括连续可变机油泵、喷涂缸体等,都有好的应用场景。

另一方面要谈的是污染物排放,排放的根源肯定是燃烧,所以燃烧设计优化的开发工作,是降低污染物排放的最为核心的工作。我们做了很多这方面的工作,用仿真手段支持设计,用光学机支持一些硬件的选型。另外一方面就是350bar系统的应用,这个系统能够改善喷油雾化,减小湿壁,提升喷油嘴抗老化结焦能力,从而降低颗粒排放。

这一页比较了发动机颗粒排放的结果。针对国六颗粒排放的要求,蓝芯一代的发动机,WLTC循环下部分工况点颗粒排放不理想。通过燃烧系统优化,颗粒排放大幅度改善,但是还是有个别点处在不太理想的区域,加上350bar系统后,这个问题基本上解决。所以我们的发动机现在能够满足WLTC的排放,不带GPF。这是我们整车上的实验数据,加了350bar之后,颗粒排放大幅度降低,从而能够满足国六WLTC下颗粒排放的要求,热销车型搭载1.5T的荣威RX5今年成为中国首款轻型汽油国六车型环保信息公开的车型。

稍微拓展一下,发动机电动化再往前走一步就是48V混动系统,除了高性价比的油耗收益,以及改善排放的潜力外,它的好处有一点可能现在大家没有怎么强调的,但相当重要,就是从整车电气架构角度来讲,它能够支持一些更大功率需求的实现,包括诸如驾驶辅助系统、主动式底盘系统、多驱恒温空调、座椅按摩等,同时在发动机关闭状态下接管空调压缩机的运转。数据显示,P0构型下48V系统油耗收益10%+。国内市场48V应用已有量产车型,且有多款量产计划。而国外市场尤其欧洲市场48V技术更为成熟、应用趋势明显。

结束语:

汽车产业正处在电气化、网联化、智能化、共享化新四化发展大趋势的变革时代,多元化动力系统和多种技术将在较长时期共存这一趋势更为清晰而且,国内外主流观点趋于一致。从全生命周期碳排放考虑来看,也需要有多元化动力系统的有效组合来满足市场多样化的出行需求。而国六排放加上RDE法规的实施,会使得整车的排放对环境的影响会非常低。中长期具有潜力使得交通产生排放对城市排放限值不再相关。

发动机主流产品通过一系列节能减排技术的开发和实施,有望在2030年热效率提升到45%以上。遵循主流发展趋势,上汽乘用车已研发投产了兼顾环保、动力、燃油经济性的蓝芯动力产品。主力1.5T GDI发动机展示了国内领先,国际有竞争力的产品性能水平,搭载技术升级的1.5T发动机的荣威RX5成为国内首款轻型汽油国六车型环保信息公开的车型。

随着发动机技术电气化发展不断深入,各类构型混合动力技术的产品也逐步进行市场渗透,48V微混技术具有较好性价比的节能效果,及潜在的整车电气功能升级的优势,目前市场应用呈现明显增长。

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