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技術節油 從傳統到新途徑

日期:2012/04/24   來源:《客車》周刊   作者:張 翼
  摘要:作為汽車技術研究的三大主題之一,節油一直是汽車廠家關注的對象,尤其在當下油價節節攀升形勢下,節油技術更是被放在了重中之重。各廠家都使出渾身解數在車輛油料消耗上大做文章。并且,隨著科技手段的不斷進步,車輛節油的技術實現手段亦是百花齊放,不斷推陳出新,很多過去無法想象的手段在今天都變成了現實。

作為汽車技術研究的三大主題之一,節油一直是汽車廠家關注的對象,尤其在當下油價節節攀升形勢下,節油技術更是被放在了重中之重。各廠家都使出渾身解數在車輛油料消耗上大做文章。并且,隨著科技手段的不斷進步,車輛節油的技術實現手段亦是百花齊放,不斷推陳出新,很多過去無法想象的手段在今天都變成了現實。

傳統調理

對車輛自身動力系統的匹配、外形流體動力參數優化和發動機熱環境優化是車廠在節油方面做得基礎工作,也是對一輛車進行節油“治療”的傳統調理。現在很多廠家都引進國際先進的計算機仿真系統進行這方面優化,如廈門金旅便很早引進了這樣的系統,它能夠將車輛的動力系統進行更合理匹配,讓整個傳動系統實現最佳效率。對于外形設計,經過這樣的仿真試驗,一些影響風阻的部件會找到最合理的位置與外形,減少風阻之后自然油耗會降低。與這個類似的還有對骨架結構優化。眾所周知,客車的車身是由不同強度的空心鋼管焊接,再覆蓋上蒙皮而成,骨架形成了車身的最大重量。通過計算機仿真計算,能夠更合理的優化骨架結構,在保證車身強度的前提下,實現車身減重。車身減重,帶來的也是直接油耗降低。

而發動機的熱環境優化也是今年來很多客車企業降低車輛油耗的一大利器。這是因為每一臺發動機都有一個最佳工作溫度,高于和低于這個溫度,發動機的工作都不在最佳狀態,油耗自然不低。因此,在裝車的發動機上都配有為發動機散熱的風扇。過去,發動機的風扇隨著車輛的運行保持一定的轉速,保證了大多數時間發動機的工作溫度。但是在發動機啟動溫度較低、環境溫度較低和外界溫度較高等不同的階段,一直恒速運轉的風扇不能為發動機提供最佳的散熱。發動機的熱環境優化通過使用可調速和電控的發動機風扇系統,輔以優化發動機艙內的空氣流動、結構設計等,根據環境和發動機的不同溫度讓發動機散熱風扇以不同的速度運轉。這樣發動機始終工作在最佳的溫度環境中,效率最大化,節省燃油。而且,發動機散熱風扇的運轉也依靠發動機的動力輸出,消耗了大量的發動機能量,在不需要散熱時停止運轉,節約能量也就相當于節省了燃油。這種優化在環境溫度變化大的地區效果十分明顯,如我國的東北地區等,能夠降低油耗近10%。

科學管理

客車在經歷了傳統的調理之后,客車企業的技術人員繼續尋求節油的新途徑。2010年海格客車首創了基于車聯網技術的G-BOS智慧運營系統,第一次運用現代通信技術為用戶提供精細化的科學管理工具,效果卓著。而后各廠家紛紛跟進,“安節通”、“中聯智通”、“行車寶”等運營管理系統登陸市場,車聯網技術迅速在中國客車市場推進。2011年3月,國家交通運輸部看到這一科學管理工具的功效,開展全國“海格智慧科技助力行動”,最后的效果統計:全國參與競賽的1288輛營運客車百公里油耗平均降低了1.38升,平均降幅為5.47%,節油效果明顯。

以海格G-BOS智慧運營系統為代表的科學管理系統是Telematics(特力瑪)技術(無線通信技術、衛星定位、網絡通信技術、車載電腦)、 CAN總線技術、 商業智能技術、先進管理技術的在客車上的綜合應用。通過安裝在客車上的終端從CAN總線、各類傳感器上持續不斷的采集發動機運行數據、車輛狀況信息、駕駛員的操控行為,同時接收GPS衛星定位信息記錄車輛所在位置,所有這些信息通過3G通信技術實時傳遞到數據處理中心。

數據處理中心通過商業智能技術將接收到的海量數據實時分析、整理,并結合國內外先進管理思想將駕駛員不良駕駛行為、油耗數據、車輛運行情況、維修保養計劃等內容以直觀的報告、圖表等形式展現出來。客戶與集團調度中心即可使用獨立賬號通過互聯網在任何地方訪問智慧運營系統,及時了解車輛運行情況、駕駛操控是否存在違規行為,實時跟蹤車輛運行軌跡,進行實時的調度管控。

通過這樣的系統,客運公司可以準確監控并采集到車輛運行過程中的車輛急加速、急減速、速運轉時間、超經濟車速運行比例、發動機經濟轉速比例、空調、暖風裝置開啟狀態、使用時間、開門時長等影響油耗的主要數據,通過對發動機ECU油耗數據及實際加油數據的對比與查詢,生成報表明白無誤地說明這輛車油耗高低的具體原因,更有針對性地幫助駕駛員糾正不良操作,改善駕駛技巧,降低燃油成本。

環境適應

車輛網技術在客車上的落地,仿佛為客車行業技術革新推開了一扇大門。在先前眾多的智慧運營管理系統通過車聯網技術實現規范駕駛員操作節油后,2012年初,大金龍又將車聯網在客車上的應用向前推進了一大步,將車聯網的技術應用在對車輛的智能控制上,把人、車、路三元素結合在一起考慮并對發動機運行工況自適應控制,進一步降低了車輛油耗近10%。

能夠取得如此高的節油率,是因為通??蛙囘\行環境多變。以典型的長途客運車輛為例,車輛可能經歷市區、省道、國道、高速等各種不同類型的道路,途中的交通狀況、地形、周圍環境等都有很大差異,還有臨時或長期的線路變更、空車返程、往返道路差異、載客人數甚至乘客行李數量等等都會對車輛的油耗產生影響。車輛的匹配設計實際上只能是用戶根據其車輛運營效果提出的對車輛發動機功率、變速箱擋位以及主減速比的使用情況提出對車輛配置的需求,并使“車”在相應線路上有較好的油耗表現。但是這個配置可能對于道路中的某段路程是經濟配置,對于其他路段不僅是不經濟配置,反而可能是不合理配置,滿足了爬坡,但不適合平路,高速省油,但市區里費油,最終節油的效果大打折扣。

新系統改變了傳統“車線匹配”只針對單一路況進行優化的做法。在初期,針對用戶的需求確定車輛基本的動力配置;當車輛運行過一段時間后,系統則將根據車輛的運行數據,以Eco-driving理念計算車輛的動力鏈參數,確定經濟合理的檔位、車速。當系統開始工作后,就能對車輛根據車輛的實際工況做出相應的調整,使“車”“路”全面匹配的同時,降低駕駛操作的油耗影響。將人、車、路融為一體,智能決策以實現最佳燃油經濟性車輛配置,全面提高燃油效率。

新系統將原本靜態的動力鏈配置轉換為動態可調的動力鏈配置參數,不再僅僅是被動的根據某一車速或道路設計產品,依托“車聯網”平臺數據庫,根據實際線路運營的特點,進行數據融合和數據挖掘,并結合汽車技術專家的智能決策算法,實現對運行中的車輛的動態調整,讓客車不論在什么地方、什么路線上都能以優化的參數運行,實現隨路而驅,隨時省油的目的。系統工作時,通過調整車輛動力鏈參數,減少了原本的配置在非優化路況上產生的額外油耗。從整車運行工況上看,改變了車輛工作區域分布,降低了車輛在高油耗區域工作的時間,提高了運行中經濟工況所占比例。根據實際動力需求調整動力鏈參數,要多少力給多少油,充分用好每一滴油。

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