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(dòng)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(dòng)。
許多朋友認(rèn)為未來純電動(dòng)車必然成為汽車行業(yè)的最佳終結(jié)者。可目前的汽車集團(tuán)巨頭們還沒有一個(gè)放棄了對于內(nèi)燃機(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)燃油產(chǎn)生的能量最終傳遞到PTO油泵與車輪實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(jī)進(jìn)入到熱效率50%甚至以上的年代時(shí),相比純電動(dòng)車終結(jié)一切的論點(diǎn)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(dòng)車的電動(dòng)機(jī)動(dòng)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(jī)組的能源利用率是40%-44%),燃?xì)廨啓C(jī)的效率,然后電能轉(zhuǎn)化率,然后輸電損耗,最終估計(jì)只有25%吧)。再考慮到電動(dòng)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(shí)不僅燃料消耗率明顯降低,同時(shí)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(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)不斷的朝向提升燃油效率而努力,來改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱工作效能。
作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)營成本的技術(shù)和方法,同時(shí)還能滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)。
目前,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn),新技術(shù)不僅提高了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率,而且還能夠商業(yè)化。有以下五點(diǎn)技術(shù),有可能在未來會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性。
一、發(fā)動(dòng)機(jī)小型化
小型化指降低發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)效率的提高。例如,只要把發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)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(qiáng)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(qiáng)的受壓能力,和較輕的重量。
第三個(gè)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(huì)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(gè)研究方向。大約50%的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量是廢熱,而這其中又有一半的熱能被浪費(fèi)(即總能量的25%)。從這個(gè)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(jī)組的冷熱電聯(lián)供項(xiàng)目上。
目前能量回收有兩個(gè)主要的方法:直接和間接。直接法通過使用熱電發(fā)電機(jī)(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(gè)熱電偶會(huì)產(chǎn)生電能。最終,TEG所產(chǎn)生的電力可以作用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸,從而彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)消耗的動(dòng)力,如還有多余的電力可以儲存起來用于他處。
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