美国全国科学研究委员会的一份报告指出,到2050年,实现在2005年的基础上将汽车的耗油量和温室气体排放量减少80%在技术上是可行的。但普通汽车必须达到每加仑汽油行驶180英里才能达到这个目标。
在美国,行驶在公路上的汽车消耗了美国燃油总量的三分之一;而燃油产生的能量中,只有四分之一被汽车真正用于驱动汽车行驶,这就表明提高燃油的利用率还有很大的空间——燃油产生的其他大部分的能量被转变成了发动机的热能。
提高发动机的效率成为一个最方便最经济的节能降耗的选择,科学家、研究人员和汽车制造商认为可以通过多种方法实现这一目的:
新型轮胎
只要对轮胎在设计上稍作调整就能减少滚动阻力。骑过自行车的人都知道,每踩一圈一个已经磨损严重的自行车轮胎都要用更大的力气去踩脚踏板。同样的原理,只要通过使用先进材料和良好的设计来减少汽车轮胎的磨损和变形,就能在保持轮胎转动的同时减少动力消耗。
发动机革新
对发动机的传动系统进行改进可以大幅度地提高发动机的效率。更多变速级别、双离合器传动和减摩涂层零件让发动机有更高的输出效率并降低能量消耗。
停缸技术成为汽车制造商生产低油耗汽车的新选择。在高速公路匀速行驶时,汽车只需要发动机最大输出动力的一半就行了,只有在加速、爬陡坡的特定情况下,人们才需要一个动力更强劲的发动机。“所以,人们会选择让一个六缸发动机的三个气缸工作而不是全部六个气缸工作”,美国全国科学研究委员会研究员布兰顿(Brandon Schoettle)表示,“发动机的气缸工作数量的减少,能让人们在驾驶时在达到输出最优动力的同时又能节省汽油。”
缩小发动机的尺寸也是一种提高发动机效率的方法,并且不会降低发动机的性能。尺寸缩小意味着重量也变轻了,只要将一辆汽车的重量降低10%,就能将耗油量降低7%。到2050年,汽车的重量可以在现在的基础上降低40%。即使人们不使用碳纤维也能达到这一目的。要知道,现在的汽车上绝大部分零件是使用碳钢制造的。”
材质轻量化
由铸铁和合金钢制造的零部件占据了汽车重量的45%。但越来越多的尖端材料制成的轻型零部件以模块化的方式替换掉了钢铁零件。丰田汽车主管先进汽车技术的比尔·莱纳特(Bill Reinert)表示:“你可以将那些重要零件进行加固。”
高强度钢材制作的零部件更轻且强度更高。同时,铝质零件在汽车里的数量也越来越多。碳纤维和镁合金零件现在还是相当昂贵,并且难以加工,但一旦应用,这两种材料的运用可以将汽车的重量降低75%,并引发多米诺骨牌效应:
“如果人们能将汽车的重量降低100磅,人们就能使用一个重量更轻且尺寸更小的发动机,或者将刹车装置的尺寸减小。小尺寸的发动机也意味着汽车的零部件数量更少了,有利于设计师在汽车空气动力学方面发挥设计才能,这样就产生了更好的效益。”
优化外观设计
随着电脑辅助设计技术的进步,要优化单个零件变得更加容易了。汽车生产商只需将油耗等想要的结果输入电脑,就能得到综合的设计方案。
比如说人们可以设计一种活动隔栅,当汽车发动机不需要冷却时,可以阻挡空气的进入——这种装置能减少5%的空气阻力,每英里降低1克碳排放,从而提高了燃油经济性。
由于节能汽车变得更轻(效率也更高),驾驶起来会感到汽车的可控性变得更好。通过分析2050年汽车可能的生产技术,全国科学研究委员会的科研团队认为2050年的汽车在外观上和现在的汽车区别不大,但汽车的流线型外形更明显。
智能电子技术
早在10多年前,混合动力汽车“普瑞斯”就被引入美国,然而在当前的美国汽车市场,混合动力汽车所占的市场份额仍然很小——只占到了美国汽车销售量的3%。现在的混合动力汽车的某些技术可以成为未来节能汽车的技术基础,比如起停技术。
再生制动技术已经普遍运用于混合动力汽车。在汽车低速运行或刹车时,该技术可以将机械能转换成电能,为电池充电;而电池存储的电量又能为发动机的启动提供动力。据预测,在近几年内,再生制动技术和起停技术将成为最基本的汽车设计元素。
当然,谈到燃油经济性,驾驶员的驾驶方式也是至关重要的。一个开车猛冲猛撞、笨手笨脚的司机可能比一个四平八稳、小心驾驶的司机的油耗高出20%。在某些方面,新技术可以让司机摆脱不良开车方式。日产汽车CEO戈恩在斯坦福大学演讲时说到:“未来,越来越多的汽车在行驶时,不需要司机过多的干预。”
在不远的将来,汽车经过十字路口时,可以按照事先设定好的程序减速并穿行通过十字路口,调查显示,如果在十字路口没有人停车,汽车燃油经济性会得到大幅度提升。
这些技术单个看起来都不起眼,但结合起来,油老虎变身环保汽车的魔术效果就能达到。
2013-06-04 出处:网易汽车 [转载] 责编:鄂智超
美国全国科学研究委员会的一份报告指出,到2050年,实现在2005年的基础上将汽车的耗油量和温室气体排放量减少80%在技术上是可行的。但普通汽车必须达到每加仑汽油行驶180英里才能达到这个目标。
在美国,行驶在公路上的汽车消耗了美国燃油总量的三分之一;而燃油产生的能量中,只有四分之一被汽车真正用于驱动汽车行驶,这就表明提高燃油的利用率还有很大的空间——燃油产生的其他大部分的能量被转变成了发动机的热能。
提高发动机的效率成为一个最方便最经济的节能降耗的选择,科学家、研究人员和汽车制造商认为可以通过多种方法实现这一目的:
新型轮胎
只要对轮胎在设计上稍作调整就能减少滚动阻力。骑过自行车的人都知道,每踩一圈一个已经磨损严重的自行车轮胎都要用更大的力气去踩脚踏板。同样的原理,只要通过使用先进材料和良好的设计来减少汽车轮胎的磨损和变形,就能在保持轮胎转动的同时减少动力消耗。
发动机革新
对发动机的传动系统进行改进可以大幅度地提高发动机的效率。更多变速级别、双离合器传动和减摩涂层零件让发动机有更高的输出效率并降低能量消耗。
停缸技术成为汽车制造商生产低油耗汽车的新选择。在高速公路匀速行驶时,汽车只需要发动机最大输出动力的一半就行了,只有在加速、爬陡坡的特定情况下,人们才需要一个动力更强劲的发动机。“所以,人们会选择让一个六缸发动机的三个气缸工作而不是全部六个气缸工作”,美国全国科学研究委员会研究员布兰顿(Brandon Schoettle)表示,“发动机的气缸工作数量的减少,能让人们在驾驶时在达到输出最优动力的同时又能节省汽油。”
缩小发动机的尺寸也是一种提高发动机效率的方法,并且不会降低发动机的性能。尺寸缩小意味着重量也变轻了,只要将一辆汽车的重量降低10%,就能将耗油量降低7%。到2050年,汽车的重量可以在现在的基础上降低40%。即使人们不使用碳纤维也能达到这一目的。要知道,现在的汽车上绝大部分零件是使用碳钢制造的。”
材质轻量化
由铸铁和合金钢制造的零部件占据了汽车重量的45%。但越来越多的尖端材料制成的轻型零部件以模块化的方式替换掉了钢铁零件。丰田汽车主管先进汽车技术的比尔·莱纳特(Bill Reinert)表示:“你可以将那些重要零件进行加固。”
高强度钢材制作的零部件更轻且强度更高。同时,铝质零件在汽车里的数量也越来越多。碳纤维和镁合金零件现在还是相当昂贵,并且难以加工,但一旦应用,这两种材料的运用可以将汽车的重量降低75%,并引发多米诺骨牌效应:
“如果人们能将汽车的重量降低100磅,人们就能使用一个重量更轻且尺寸更小的发动机,或者将刹车装置的尺寸减小。小尺寸的发动机也意味着汽车的零部件数量更少了,有利于设计师在汽车空气动力学方面发挥设计才能,这样就产生了更好的效益。”
优化外观设计
随着电脑辅助设计技术的进步,要优化单个零件变得更加容易了。汽车生产商只需将油耗等想要的结果输入电脑,就能得到综合的设计方案。
比如说人们可以设计一种活动隔栅,当汽车发动机不需要冷却时,可以阻挡空气的进入——这种装置能减少5%的空气阻力,每英里降低1克碳排放,从而提高了燃油经济性。
由于节能汽车变得更轻(效率也更高),驾驶起来会感到汽车的可控性变得更好。通过分析2050年汽车可能的生产技术,全国科学研究委员会的科研团队认为2050年的汽车在外观上和现在的汽车区别不大,但汽车的流线型外形更明显。
智能电子技术
早在10多年前,混合动力汽车“普瑞斯”就被引入美国,然而在当前的美国汽车市场,混合动力汽车所占的市场份额仍然很小——只占到了美国汽车销售量的3%。现在的混合动力汽车的某些技术可以成为未来节能汽车的技术基础,比如起停技术。
再生制动技术已经普遍运用于混合动力汽车。在汽车低速运行或刹车时,该技术可以将机械能转换成电能,为电池充电;而电池存储的电量又能为发动机的启动提供动力。据预测,在近几年内,再生制动技术和起停技术将成为最基本的汽车设计元素。
当然,谈到燃油经济性,驾驶员的驾驶方式也是至关重要的。一个开车猛冲猛撞、笨手笨脚的司机可能比一个四平八稳、小心驾驶的司机的油耗高出20%。在某些方面,新技术可以让司机摆脱不良开车方式。日产汽车CEO戈恩在斯坦福大学演讲时说到:“未来,越来越多的汽车在行驶时,不需要司机过多的干预。”
在不远的将来,汽车经过十字路口时,可以按照事先设定好的程序减速并穿行通过十字路口,调查显示,如果在十字路口没有人停车,汽车燃油经济性会得到大幅度提升。
这些技术单个看起来都不起眼,但结合起来,油老虎变身环保汽车的魔术效果就能达到。