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?jié){與油條如期而遇,佳句天成,一曲入魂。
行業(yè)目前對電動車歡呼一片,是否內(nèi)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(rèn)為未來純電動車必然成為汽車行業(yè)的最佳終結(jié)者??赡壳暗钠嚰瘓F(tuán)巨頭們還沒有一個放棄了對于內(nèi)燃機的開發(fā)與改進(jìn),不論是戴姆勒、BMW、PSA,還是FCA、豐田、本田、日產(chǎn)、GM等都在不遺余力的繼續(xù)著給汽車用內(nèi)燃機帶來更多的可能性與希望。
傳統(tǒng)內(nèi)燃車在節(jié)能方面到底還有多大的空間?能耗的進(jìn)一步降低要依靠哪些領(lǐng)域的優(yōu)化?深度思考之下,中國叉車還將有哪些可行的發(fā)展路徑?
從整車能量流的來看,目前傳統(tǒng)的發(fā)動機燃油產(chǎn)生的能量最終傳遞到PTO油泵與車輪實現(xiàn)驅(qū)動的能量僅占15%,由此來看,內(nèi)燃車節(jié)能的空間是非常大的。綜合了國內(nèi)外??s志的結(jié)論:目前傳統(tǒng)燃油車的節(jié)能潛力還有40%以上。
通過在諸多技術(shù)層面的持續(xù)發(fā)力,當(dāng)內(nèi)燃機進(jìn)入到熱效率50%甚至以上的年代時,相比純電動車終結(jié)一切的論點可能就需要推敲推敲正確與否了(雖然內(nèi)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(fā)電用的煤燃燒效率就不高(傳統(tǒng)電廠燃煤發(fā)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?xì)廨啓C的效率,然后電能轉(zhuǎn)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(nèi)燃車相比顯然不占優(yōu)勢。因此,說到底熱效率對于內(nèi)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(guān)鍵。
在北美等一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū),柴油發(fā)動機的排放要求已經(jīng)升級到了Tier4標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)比國內(nèi)的高得多。所以,在這些地區(qū),一些技術(shù)和科研機構(gòu)不斷的朝向提升燃油效率而努力,來改善柴油發(fā)動機的熱工作效能。
作為柴油發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè),都在不斷尋求提高生產(chǎn)率,提高可靠性和降低運營成本的技術(shù)和方法,同時還能滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)。
目前,柴油發(fā)動機的熱效率大約是40%到45%,美國能源署(DOE)設(shè)定了55%的目標(biāo),到2020年年末,這一目標(biāo)將有可能實現(xiàn),新技術(shù)不僅提高了柴油發(fā)動機的工作效率,而且還能夠商業(yè)化。有以下五點技術(shù),有可能在未來會影響到發(fā)動機的熱效率和經(jīng)濟(jì)性。
一、發(fā)動機小型化
小型化指降低發(fā)動機的排量,但是輸出功率不變。排量降低的目標(biāo)是超過10%,換算成提高燃油效率提高1%至4%,小型化發(fā)動機更適合應(yīng)用于較小的非公路設(shè)備上,在某些設(shè)備中,降速控制也是一種可能,以實現(xiàn)效率的提高。例如,只要把發(fā)動機的轉(zhuǎn)速下降200轉(zhuǎn),就可能帶來1%至3%的燃料經(jīng)濟(jì)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(shù)研究方向已經(jīng)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(nèi)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(zhuǎn)換和余熱回收是另外的一個研究方向。大約50%的發(fā)動機產(chǎn)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(shù)被大量應(yīng)用于發(fā)電機組的冷熱電聯(lián)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(fā)電機(TEG)把廢熱轉(zhuǎn)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(chǎn)生電壓,這類似于一個熱電偶會產(chǎn)生電能。最終,TEG所產(chǎn)生的電力可以作用于發(fā)動機曲軸,從而彌補發(fā)動機內(nèi)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。
間接方法中最常見的是蘭金循環(huán),原理是使用廢熱來產(chǎn)生蒸汽,再利用蒸汽帶來的動能發(fā)電,預(yù)計到2020年,這種裝置將提高燃油效率超過7.5%。
三、可變氣門技術(shù)
可變氣門驅(qū)動(VVA)是一個類似于汽車發(fā)動機上的技術(shù),更多的應(yīng)用于大型柴油發(fā)動機上。與其他技術(shù)如斷缸,可變氣門技術(shù)可以更輕易的實現(xiàn)增大燃油效率,提高低轉(zhuǎn)速下的扭矩輸出。目前,這一技術(shù)正在被重點研究。
四、閉環(huán)燃燒控制
閉環(huán)燃燒控制的概念是實時監(jiān)控整個燃燒的過程。這要求從燃料注入就開始控制,包括燃料注入的策略,缸內(nèi)壓力的調(diào)整等。有數(shù)據(jù)表明:閉環(huán)控制可以比傳統(tǒng)意義上的開環(huán)控制提高2%-4%的燃燒效率。然而,閉環(huán)控制帶來的是系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,這會帶來穩(wěn)定性的隱患,還意味著成本的增加。不過,閉環(huán)控制技術(shù)已經(jīng)在汽車發(fā)動機上很好的證明其效果,因此,未來,重型柴油發(fā)動機技術(shù)方向上,這勢必也是一個無法繞過的方向。
五、替代能源技術(shù)
以汽車排放潔凈化、燃料消耗節(jié)約化、能源品種多元化為特征的各種汽車技術(shù)的出現(xiàn),正在深刻影響行業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前可以影響叉車行業(yè)的替代能源主要有液化氣、天然氣、甲醇等清潔能源產(chǎn)品,這些替代能源叉車將從尾氣排放上終結(jié)內(nèi)燃柴油車黑煙滾滾的印象。一般的認(rèn)知是汽油叉車的尾氣PM2.5數(shù)值(也就是黑煙、煙度值、不透光系數(shù)等多種稱謂)只有柴油叉車的2.5%,液化氣叉車只有柴油叉車的1%,甲醇及天然氣叉車只有柴油叉車的5‰,尾氣排放即便不做處理,在煙度值上面是相當(dāng)?shù)母蓛簦喈?dāng)于現(xiàn)有國三叉車在尾氣排放上面加上了一個主動再生DPF的煙度凈化器產(chǎn)品結(jié)果。此類替代能源叉車在尾氣排放要求嚴(yán)格的城市,如北上廣深等地有著極為實用的推廣意義。
以美國、歐洲、日本、巴西為例,這些國家和地區(qū)都想降低交通能源對石油的依賴,雖然技術(shù)路線有所不同、具體做法有所差異,但都把“節(jié)能”放在了首要位置。大方向相同,是因為都面臨交通能源的選擇利用與環(huán)境改善的關(guān)系問題;側(cè)重點不同,是因為各自的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及能源品種的來源和比例不同。
應(yīng)該說,各國在制定交通能源替代發(fā)展戰(zhàn)略時會更符合自身的資源條件,且和本地經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相關(guān)。比如,美國發(fā)展乙醇結(jié)合了解決本國農(nóng)產(chǎn)品低價銷售的問題,巴西發(fā)展乙醇是為了解決甘蔗的生產(chǎn)和消納,雖然都在發(fā)展乙醇,但著眼點不同;日本是個資源匱乏的國家,因此把提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性作為首選,同時推進(jìn)生物乙醇、生物甲醇的應(yīng)用,促進(jìn)電動汽車和燃料電池汽車的發(fā)展,把重點放在技術(shù)提高上;而歐洲的汽車市場和燃料市場相對穩(wěn)定,因此選擇了對燃料增量需求不高的生物柴油路線。
煤炭是我國的主體能源,占我國能源消費總量比重的66%~70%,煤炭的節(jié)能減排就是實現(xiàn)煤炭的高效和潔凈利用。推進(jìn)我國能源生產(chǎn)和消費革命,就必須走煤炭清潔、高效、綜合利用之路。煤炭和動力系統(tǒng)中的內(nèi)燃機如何實現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧?甲醇替代恰恰能很好地解決這個問題,這是我們考慮甲醇替代的基本出發(fā)點。
生產(chǎn)甲醇的原料來源非常廣,除了煤和天然氣外,垃圾、高硫煤、煤層氣、焦?fàn)t氣、生物質(zhì)、二氧化碳加氫等都可以生產(chǎn)甲醇,而且技術(shù)較成熟。所以說甲醇是清潔能源,而且不僅僅局限于燃燒后的排放清潔。合肥寶發(fā)動力著眼于替代能源動力產(chǎn)品的開發(fā),也是著眼于未來排放及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的長遠(yuǎn)規(guī)劃。
以上這些技術(shù),只是在日趨嚴(yán)苛的排放法規(guī)下催生出來的一系列技術(shù),未來,相信全球排放要求會越來越嚴(yán)苛,內(nèi)燃叉車的燃燒效率和替代能源技術(shù)無論到何時都是一個技術(shù)發(fā)展方向,所以在不遠(yuǎn)的未來,發(fā)動機的燃燒效率和經(jīng)濟(jì)性定會越來越高。
說了這么多內(nèi)燃叉車未來的機會,當(dāng)然也不能否認(rèn)如果改變了以煤等化石能源為主的能源轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)前提下,純電動叉車還是未來的真命天子這個事實。但基于內(nèi)燃車發(fā)動機技術(shù)水平的提高,傳統(tǒng)內(nèi)燃叉車在未來10到15年甚至更長時間內(nèi)還會是市場的中流砥柱。
2024-10-14 09:00
2024-10-14 08:59
2024-10-14 08:51
2024-10-14 08:50
2024-10-14 08:48
2024-10-14 08:46
2024-10-14 08:01
2024-10-13 12:07
2024-10-13 12:06
2024-10-13 12:05