正在举行的北京车展上,福田欧曼EST超级卡车的发布,再次将“超级卡车”的概念在中国炒的火热。
其实,超级卡车,最早来自于美国能源部2009年为降低能源消耗而启动的一项计划。2015年,是美国超级卡车计划的收尾之年,那么,在这几年间,美国的超级卡车计划取得了怎样的进步,未来,又将有怎样的技术应用到卡车中?
控制卡车油耗美国启动“超级卡车”计划
在美国,卡车运输承载着道路物流运输的主要职能,据统计,重型卡车运送了美国70%的物资,但同时也消耗了美国80%左右的柴油.因此控制卡车油耗,对美国石油安全和物流成本都至关重要,对美国的环境保护和能源安全也具有重大意义。
2009年,美国能源部宣布,将在2010~2015年投资2.7亿美元用于研发比目前卡车油耗低50%的新一代卡车,即“超级卡车”计划。为了实现这一目标,美国能源部将与部分世界领先的卡车生产企业和发动机厂商合作、共同出资,对发动机技术和整车技术的重要领域进行创新性研究,欲将现有卡车的油耗降低50%,排放标准则高于欧洲实行的欧Ⅴ标准。
更具体来说,“超级卡车”计划要求发动机热效率提升50%,与2009年当时最先进的发动机相比,发动机经济性至少提升20%;就整车来说,与2009年经济性最好的牵引车相比,整车的运输效率提升50%;给出发动机实现提升55%热效率的技术路径。
据了解,参与“超级卡车”计划的美国企业包括纳威司达、peterbilt(联合康明斯发动机)、戴姆勒北美卡车公司、沃尔沃等国际领先的整车及发动机企业。在2.7亿美元的研发费用中,美国能源部承担45%,其余由参与研发的企业共同承担。在50%的降耗指标中,整车技术的创新占60%,发动机技术占40%。
各自努力 参与企业完美完成目标
2009年纳威司达被能源部指定为“超级卡车”合作公司之一。根据双方协议,能源部和纳威司达以及其供应商伙伴将分别出资3700万和5200万美元作为研究经费,重点围绕卡车空气动力学,发动机燃烧效率,废热回收,混合动力等方面开展创新性研究。2012年,在研究人员的努力下,纳威司达在几个研究领域都取得了进展,达到预期设定的目标。在发动机技术,空气动力学优化上都取得了显著的突破。
2011年,美国马克卡车和沃尔沃卡车获得美国能源部1900万美元资金支持,也宣布加入超级卡车计划。两家公司宣布,他们的超级卡车计划为期五年,双方工程师将想方设法提高车辆的能源利用效率并改进卡车的空气动力学性能。
2014年6月,戴姆勒北美卡车公司表示,通过与项目合作伙伴的共同努力,他们共同设计的8级重型超级卡车的整体货运效率比2007年的基础车型提升了50%。尽管提前一年达成了目标,但是在接下来的一年,他们将会继续想办法提高运输效率。据悉,戴姆勒北美卡车公司做了一系列的测试,其中在俄勒冈州和德克萨斯州有两种不同的公路路线,在这种情况下的燃油经济性分别提高了52%和61%。
康明斯是唯一一家以发动机动力为主的公司参与到了“超级卡车项目”,2012年,康明斯实现了发动机热效率提升50%的目标,2014年,装配康明斯发动机的超级卡车(peterbilt)实现了车辆运输效率提升76%;此外,康明斯还在2015年年中给出了发动机实现提升55%的热效率的技术路径,完美的完成了“超级卡车”计划的要求。
效果显著 为未来卡车发展提供方向
据曾经参与美国超级卡车计划的,康明斯中国前瞻技术总监锁国涛介绍,从2010年项目开始到2014年项目截至,参与超级卡车计划的4家企业在各个发动机及整车技术领域等方面都取得了重大突破,进而直接促使美国政府通过了第二阶段温室气体排放限值法规。从而给未来5到10年,商用车以及发动机技术的发展提供了明确的方向。
更重要的,锁国涛说,通过该项目开发的一系列的整车和发动机效率改善技术,已经有了明确的市场化时间表。
在未来3~5年,比如发动机降速、发动机小型化、发动机与整车的匹配优化、后处理效率改善/背压降低、智能扭矩输出、摩擦损失/附件功能低、AMT使用效率增加、预测性巡航控制、车辆的空气动力学优化以及单胎化等等技术,将变为现实。
而在未来5~10年,双离合器变速箱、附件电气化、微混、废气能量再循环、增压发动机爆压极限、整车轻量化、太阳能充电等这些技术即将实现。