由高曉松作詞曲、許巍演唱的歌曲《生活不止眼前的茍且》猶如豆漿與油條如期而遇,佳句天成,一曲入魂。
行業目前對電動車歡呼一片,是否內燃叉車真就走到了窮途末路嗎?不對,它們未來10年的地位仍舊無法撼動。
許多朋友認為未來純電動車必然成為汽車行業的最佳終結者。可目前的汽車集團巨頭們還沒有一個放棄了對于內燃機的開發與改進,不論是戴姆勒、BMW、PSA,還是FCA、豐田、本田、日產、GM等都在不遺余力的繼續著給汽車用內燃機帶來更多的可能性與希望。
傳統內燃車在節能方面到底還有多大的空間?能耗的進一步降低要依靠哪些領域的優化?深度思考之下,中國叉車還將有哪些可行的發展路徑?
從整車能量流的來看,目前傳統的發動機燃油產生的能量最終傳遞到PTO油泵與車輪實現驅動的能量僅占15%,由此來看,內燃車節能的空間是非常大的。綜合了國內外專刊雜志的結論:目前傳統燃油車的節能潛力還有40%以上。
通過在諸多技術層面的持續發力,當內燃機進入到熱效率50%甚至以上的年代時,相比純電動車終結一切的論點可能就需要推敲推敲正確與否了(雖然內燃叉車普遍43%左右的熱效率相比純電動車的電動機動輒85%以上深受非對稱因素的打擊,但作為發電用的煤燃燒效率就不高(傳統電廠燃煤發電的能源利用率在30%多,高效超臨界機組的能源利用率是40%-44%),燃氣輪機的效率,然后電能轉化率,然后輸電損耗,最終估計只有25%吧)。再考慮到電動車自身的效率,疊加后的熱效率與內燃車相比顯然不占優勢。因此,說到底熱效率對于內燃車來說就是它的一切。熱效率提升的同時不僅燃料消耗率明顯降低,同時排放也將更低,排放是關鍵。
在北美等一些發達國家和地區,柴油發動機的排放要求已經升級到了Tier4標準,遠比國內的高得多。所以,在這些地區,一些技術和科研機構不斷的朝向提升燃油效率而努力,來改善柴油發動機的熱工作效能。
作為柴油發動機生產企業,都在不斷尋求提高生產率,提高可靠性和降低運營成本的技術和方法,同時還能滿足嚴格的排放法規。
目前,柴油發動機的熱效率大約是40%到45%,美國能源署(DOE)設定了55%的目標,到2020年年末,這一目標將有可能實現,新技術不僅提高了柴油發動機的工作效率,而且還能夠商業化。有以下五點技術,有可能在未來會影響到發動機的熱效率和經濟性。
一、發動機小型化
小型化指降低發動機的排量,但是輸出功率不變。排量降低的目標是超過10%,換算成提高燃油效率提高1%至4%,小型化發動機更適合應用于較小的非公路設備上,在某些設備中,降速控制也是一種可能,以實現效率的提高。例如,只要把發動機的轉速下降200轉,就可能帶來1%至3%的燃料經濟性的改善。
增加缸壓是另一個可行的做法,但這要求燃料的壓縮比將同步提高,且缸體缸蓋的強度也將增大。目前,技術研究方向已經超向新材料的方向而努力,石墨鑄鐵是一種較新的材料,可以提供較強的受壓能力,和較輕的重量。
第三個研究方向是缸內的燃料噴射和空氣混合。燃料壓力不斷增加,改善燃料輸送和燃燒,這會帶來更高的性能和減少排放。
二、余熱回收
廢熱轉換和余熱回收是另外的一個研究方向。大約50%的發動機產生的能量是廢熱,而這其中又有一半的熱能被浪費(即總能量的25%)。從這個角度來看,余熱回收可利用的空間極大,目前該技術被大量應用于發電機組的冷熱電聯供項目上。
目前能量回收有兩個主要的方法:直接和間接。直接法通過使用熱電發電機(TEG)把廢熱轉換為電能。TEG的工作原理是:暴露于高溫中的不同金屬之間產生電壓,這類似于一個熱電偶會產生電能。最終,TEG所產生的電力可以作用于發動機曲軸,從而彌補發動機內部機械傳動消耗的動力,如還有多余的電力可以儲存起來用于他處。
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