世界首台可再生空气混合动力发动机诞生(图文)
12月21日,广西玉柴机器集团有限公司和英国布鲁奈尔(Brunel)大学在玉林市展示了双方合作的最新成果——目前世界上第一台利用现有零部件技术实现可再生空气混合动力功能的发动机,这标志着玉柴在新能源技术的研发和应用领域取得了新突破,达到了国际先进技术水平。
目前世界上第一台利用现有零部件技术实现可再生空气混合动力功能的发动机
可再生空气混合动力技术是指在现有内燃机技术的基础上,在不添加任何蓄电池、电机等电力系统的情况下,利用专利技术回收制动过程中发动机产生的压缩空气,通过对回收的压缩空气进行有效管理,分别再利用于发动机启/停(start/stop)控制、低速增压补偿、整车气动系统供气补偿等,不但降低了常规车辆、尤其是城市公交车辆的使用燃油消耗和二氧化碳排放量,而且提高了整车的加速性能,消除加速时冒黑烟的现象。
据广西玉柴机器集团有限公司董事局主席晏平和英国布鲁奈尔大学机械系主任、先进动力与燃油中心主任、英国大学内燃机联合会副主席赵华介绍,该技术具有六大优势:一是可再生压缩空气能量。根据对城市公交车运行工况的详细采集分析发现,制动工况占整个车辆运行工况15%。常规车辆运行时,减速和制动工况所产生的制动能量变成摩擦热消耗掉了。如果能有效回收制动过程中损耗的能量,该能量将是完全免费、可再生的能量。可再生空气混合动力技术便是通过增加专利技术的压缩空气回收装置、压缩空气储气罐,实现制动能量的回收,通过对回收能量的再利用,达到节能减排的效果。
二是具有优秀的节油效率。针对城市公交车特殊的行驶工况,采用可再生空气混合动力实现可再生的起停功能(Regenerative Start-stop),节油率可达6%以上,在个别典型城市(如北京、上海)的节油率可达10%以上。同时,利用回收的压缩空气,对整车气动装置进行辅助供气补偿,减小原发动机配置的空压机功率,降低发动机附件消耗功,从而降低油耗,可实现约2%的节油率。
三是低碳排放。以每年每1000辆城市公交车安装该装置计算,每年可节省20万升柴油, 这相当于每年能减少600吨二氧化碳的排放。
四是改善发动机性能。利用回收的压缩空气,对发动机低速工况、急加速工况进行进气补偿,弥补低速增压器效率不足和增压器滞后响应带来的进气不足,改善发动机的低速响应性,同时大大减少黑烟的产生。
五是降低维护成本。在回收制动能量同时,本系统还可实现发动机辅助制动功能,减少刹车片磨损,延长刹车片使用寿命,降低维护成本。
六是成本优势。随着电混合动力的出现,部分电混合动力将制动能量转化为电能进行储备利用,实现了制动能量回馈节能的功能。但电混合动力需要额外增加电机、蓄电池和新的传动装置,成本较高。而可再生空气混合动力技术只需增加专利技术的压缩空气回收装置、压缩空气储气罐、空气马达及一些必要管路,成本不足电混合动力装置的1/10,后续维护成本与常规发动机相当。
2008年4月,玉柴与布鲁奈尔大学合作成立了“玉柴-Brunel研发中心”,共同致力于高效、低排放的新一代发动机技术研发。经过1年半的研发,双方于2009年12月完成了两台样机试制和相关功能试验,实现了可再生压缩空气回收、储存、发动机起停控制。下一步,玉柴将做好可再生空气混合动力的推广应用,争取一年后进行批量生产。
可再生空气混合动力技术的成功运用,充分体现了玉柴“绿色发发展,和谐共赢”的核心理念和“技术先行、绿色共赢”的一贯宗旨。技术上的领先,确保了玉柴产品在市场上的领先,带动了企业快速发展。从2001年起,玉柴的柴油机产销量连续8年位居国内同行首位;2009年1至11月,玉柴克服金融危机带来的不利影响,实现柴油机销量62万台,同比增长18.69%。