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以零排放为目标:舍弗勒环境友好型驱动产品投入量产

信息来源:盖世汽车综合       发布日期:2017-09-15       分享到:


当前,为了不断改善城市空气质量,各国政府正在制定更加严格的排放控制法规。例如,欧盟要求,自2017年9月1日起,车辆在实验室测试之外还需要进行真实驾驶排放(RDE)测试,来测定车辆在真实交通环境中的排放。与此同时,中国也在考虑制定电动汽车配额政策。舍弗勒集团副首席执行官兼首席技术官彼得·古兹默教授表示:“舍弗勒拥有满足这些要求的技术和产品。我们紧凑高效的电驱动系统已经获得了多个量产订单。”同时,古兹默教授还指出,我们还需要开发更高效、更低排放的内燃机。

舍弗勒预计采用电气化动力总成系统的车型数量在未来几年内将持续增加。根据最新预测显示,到2030年,采用纯电驱动系统的车型在所有新车中所占的比例将达到30%,仅配备内燃机的车型将占30%,其余40%则为混合动力汽车。古兹默教授表示:“即使按照这种大胆的预测,仍将有三分之二的新车会采用内燃机。因此,我们必须竭尽所能减少内燃机的排放。”

舍弗勒集团汽车事业部首席执行官彼得·普洛伊斯教授解释说:“降低汽车冷启动后产生的排放尤其重要。在汽车启动时,如果发动机油和变速箱油的温度依然很低的话,系统零部件的摩擦将大大增加,这样,燃油消耗也会随之增加,并间接产生更多的有害排放物。”舍弗勒在本届法兰克福车展上展示的第二代热管理模块为这一问题提供了解决方案。目前,该产品已经投入量产。该模块可以控制发动机和变速箱的冷却液回路,如果需要的话,还可以控制电驱动单元和电池的冷却。在暖机开始时,所有的冷却液回路都可以关闭,以加快每个独立系统的加热速度。此外,还可以根据发动机运行工况和驾驶室内的加热需求对冷却液回路进行整体控制。热管理模块中采用的执行机构也会影响发动机的功能和使用寿命。舍弗勒开发了可满足相应要求的定制化产品套件。测试结果表明,即使在新欧洲驾驶循环(NEDC)测试中,采用热管理模块也可使车辆油耗降低3%,在室外低温环境下冷启动时,可实现更高的燃油经济性。

彼得·普洛伊斯教授表示:“发动机气门正时的连续可变性是另外一个重要的因素。”因为大部分的排放是在车辆加速阶段产生的。发动机设计人员可以通过短时调节节气门的开启和关闭时间来有效控制这一点。为了在动态驾驶模式下也能够对节气门进行快速调节,舍弗勒开发了电子凸轮轴相位调节器,并已成功投入量产。普洛伊斯教授解释说:“利用机电技术,凸轮轴的调节速度现在可以达到600至800度/秒的曲轴转动角度,而且可以朝发动机旋转的相反方向进行调节。”目前,广泛使用的液压系统受制于发动机转速和工作温度,调节速度仅是电子相位调节器的二分之一至十分之一。

通过在低负载行驶工况下关闭一个或多个气缸,系统还可以实现更大的灵活性、更低的油耗和排放等优点。这样,保持工作的气缸可在更有效的负载范围内运行。舍弗勒开发的可调式液压气门挺杆可停用单独的气缸。首款采用该产品的三缸发动机将于2018年投产。舍弗勒开发的另一款产品——带离心摆式吸振器的双质量飞轮可有效防止短时的双缸运行对NVH(噪声、振动和不平顺性)性能带来的负面影响。

传统动力总成系统的电气化在节能减排方面具有较大的潜力,其中48V系统是一个成本相对较低的解决方案。针对当前的量产汽车,该系统可代替起动发电机,通过皮带与内燃机的曲轴相连。对于未来车型,舍弗勒还可将48V电机整合到发动机-变速箱单元和车桥中。只要电机的功率和电池的容量达到要求,这种解决方案甚至可以在高车速下实现“主动滑行”,也就是说,尽管内燃机被关闭,汽车仍能够保持一定速度行驶。除了大幅降低油耗之外,采用这种方式还可以更有效地回收制动能量。由此获得的电能可用于电加热式催化转化器,达到远低于当前法规规定的排放水平。

插电式混合动力系统可节省更多的燃油,实现更长距离的零排放驾驶。十多年来,舍弗勒一直致力于此类动力系统核心零部件的研究,即高压混合动力模块。早在2010年,舍弗勒就已经开始生产该模块的核心零部件。今天,舍弗勒将很快投产可传输扭矩高达800Nm的新一代混合动力模块。高扭矩传输得益于模块内采用的专利性技术——功率流支路设计。此外,该混合动力模块还可以与自动变速箱中的液力变矩器结合使用,这样即使是体积庞大的重型车辆(如北美市场常用的挂车列车)也可以轻松起步。

对电池驱动的车辆来说,最适合的方式是将驱动系统集成到车桥或车轮中。轮毂电机目前依然处于前期开发阶段,不过,舍弗勒研发的电桥即将开始批量生产。目前,舍弗勒共有四个电桥量产项目在同时进行中。

古兹默教授表示:“目前还很难说电动汽车何时会被市场广泛接受。但可以肯定的是,整个汽车行业正在迈向零排放交通时代。通过可量产的产品和技术,舍弗勒致力于推动这一趋势的发展。”