中国人攻克可变排量汽车技术难题

文章来源:《中国汽车报》 发布时间:2016-09-06
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2016年8月28日,星期日,艳阳高照,北京怀柔区,长城脚下,雁栖湖畔。上午,一场特殊的试车活动正在紧张地进行着。试车队伍由10多位资深汽车技术专家组成。所试汽车是一辆用沈氏可变排量动力系统改装的北汽2.0升007型SUV新车。


沈勇在试车结果出来以后接受首都诸多新闻媒体记者采访

2016年8月28日,星期日,艳阳高照,北京怀柔区,长城脚下,雁栖湖畔。

上午,一场特殊的试车活动正在紧张地进行着。

试车队伍由10多位资深汽车技术专家组成。

所试汽车是一辆用沈氏可变排量动力系统改装的北汽2.0升007型SUV新车。

试车路段汽车流量大、红绿灯多,属于典型的市区交通流量路段。

11时许,试车结束,样车仪表上显示出令人振奋的实测结果:“总里程66.5公里,实际油耗4.2升,计算百公里油耗6.3升,计算节油率49.6%。” 这个测试结果代表试验车节油接近一半,意味着沈氏可变排量动力系统节能减排效果非常显著。

全场一片掌声和欢呼声。

紧接着,全部试车专家参加了中国内燃机工业协会和中国汽车自动变速器创新联盟联合主办的可变排量汽车动力系统技术研讨会。

“沈氏系统具有中国特色,当属节油重器,有望成为中国汽车节能环保技术新亮点。”中国汽车工业咨询委员会原秘书长陈光祖的观点得到其他与会专家认可。

■ 发达国家几十年 “可变排量技术”攻关都没有成功

汽车运动有两种状态:第一种,在平坦路面匀速或中速行驶,不用很大动力;第二种,起步、爬坡、重载、超车和高速行驶,必须用前者数倍的动力。因此,所有汽车都配装一台大马力发动机。

汽车在开动的大多数时间里都处在第一种状态,也就是说,所有运行着的汽车大部分时间都处在 “大马拉小车”的状态。

20世纪70年代,美国、日本和德国等发达国家“汽车巨无霸”试图用可变排量发动机技术解决上述“大马拉小车”问题,人为关闭其中几个缸,让它们成为休眠缸,让工作缸尽量处在高效工作区。这样的可变排量发动机有很大局限性:在变排量时,停缸的缸套活塞仍然快速往复机械运动,耗能很大且做着无用功。这就是 “停缸不停机”的“自消耗”问题。这个老大难问题就是其油耗不能进一步降低的症结所在。这样的可变排量发动机汽车在变排量时还存在着严重的震动、卡机、噪声等问题。

1981年,美国通用汽车公司把可变排量发动机技术应用在量产8缸凯迪拉克汽车上。一年后,变排量停缸造成震动、卡机等问题,这款凯迪拉克汽车被迫停产。

同时代研究开发可变排量发动机技术的日本企业和德国企业耗费大量时间和资金,也都没有解决“震动、噪声”等问题。

■ “沈氏技术路线”横空出世

中硅融德投资集团专项技术研发项目总监沈勇发现可变排量发动机技术的奥秘,灵机一动,想出了与美日德等发达国家完全不同的可变排量汽车技术路线。中国汽车工业协会专家委员会常务副主任晏一平称之为“沈氏技术路线”。其产品被公认为“沈氏可变排量汽车动力系统”(简称沈氏系统)。

沈氏系统的技术原理之一是两台1.0升排量发动机替换一台2.0升排量发动机。

沈氏系统全部由常用汽车零部件和成熟机械零件集合而成,工艺设计简单可靠,匹配的发动机和变速器的生产线具有继承性。经过多次试车,沈氏系统从未出现高温、噪声、震动、卡顿、抛锚等故障,运行平稳舒适、机械成熟可靠。这是沈氏系统的优点。

全体与会专家公认沈氏系统属于沈勇原创性发明。沈勇在接受记者采访时说:“从技术构思、技术路线选定、专利申报到实际做出样机样车、台架试验、路试油耗等,前后共花费了四年多时间。在合作方北京北齿有限公司大力支持下,我们在2016年6月研制成功这个新系统。”

沈氏系统原理性样机在变排量时实现了“停缸就停机”、没有“自消耗”。沈氏系统样车在北京多路况路试20余次,在高速公路和市区道路的平均节油率分别为20%至45%。

中国汽车自动变速器创新联盟秘书长李盛其在这次研讨会上指出:“沈勇先生用简单可靠的办法和廉价的成本,解决了汽车节能减排技术难题。”

■ 沈氏系统产业化 应由动力传动产业创新联盟推进

沈氏系统已经获得国家发明专利和实用新型专利。

沈氏系统现有不足之处是:与同排量普通发动机相比,动力系统重量大约增加20%。沈勇说:“产业化系统设计一定能够实现其轻量化。”

配装沈氏系统的家用轿车用两年多节约汽油的总价值与成本增加量基本相当。这样高的节油效益为沈氏系统配装家用汽车打下了高性价比基础。沈氏系统推广普及,将对减少城市雾霾大有益处。

沈氏系统汽车凭借其可变排量优势和“不等速耦合传动扭矩放大”特点,在大排量工况时的加速性能和爬坡能力超过同排量其他汽车,在小排量工况时的节油率远超所有纯燃油汽车而直逼价格高昂的重度混合动力汽车。

当前,沈氏系统样车还是原理性样机样车。精确的车辆匹配设计、进一步轻量化设计、完善的自动化控制、发动机和变速器选型优化等任务都有待产业化样机来完成。

中国内燃机工业协会将联合中硅融德投资集团等相关机构和企业,成立动力传动产业创新联盟,推进沈氏系统产业化。

全体与会专家一致希望尽快实现沈氏系统产业化,提出建议:“专门团队应当力争在2020年底之前完成沈氏系统产品化研究、设计、开发和整车匹配工作。”

沈氏系统研究开发单位中硅融德投资集团总裁陈钢表示:“我们希望在沈氏系统产业化后续工作中开展更广泛的合作!”

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