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1–1 > 0,屬于金旅的減法藝術

發布時間:2009年05月11日 20:00 作者:白鷺 來源:客車網在線新聞組

    如果這是一筆投資,是把熟悉的項目盡量優化,做到最佳;還是把心血投入在未知可否的“X”上?現在,人人都面臨這個選擇。


    新能源技術亟待發展,2009造車以節能為主


    近半個世紀以來,工業經濟迅速發展,能源危機問題日益嚴峻。技術滯后、能源使用率低下,由此引發的能源匱乏及一系列環境污染問題已經成為制約經濟社會發展的巨大障礙。作為能源消耗的巨大載體,汽車業聞風而動,紛紛舉起了開發新能源的大旗,然而這是一項艱巨的挑戰,且并非一朝一夕之功。如何進一步優化原有技術,將節能減排落實到底,才是目前擺在汽車業界面前的一個現實問題。


    “關注能源危機•關愛人類未來”,廈門金旅發展至今,始終將該理念作為一項社會責任貫穿于企業的發展,并確立了一條產品發展道路——“推進技術進步,倡導節能減排,實現傳統能源的合理利用與新能源開發并舉。2009年,金旅六項節能技術的全面推出,堅定不移地加快了節能減排的發展步伐。


    節能減排,一種責任,一種態度


     多多益善的觀念深深植根在中國人心中,但凡與增加有關的多會被判斷為好的,更甚至拓展為增加即為改革。轎子加上了輪子變成了車子,兩個輪子的車子加個輪子變成了三輪車,再加個輪子變成了四輪車,于是在四輪的車子上繼續添加便成了汽車的發展……


    而如今,世界上一些品牌的產品用“減”來實現自身的價值,改變人們的生活,倡導節能理念,從而實現自己的企業責任。2009年在金旅的新品客車中,應用的六項節能技術:輕量化設計、低風阻造型設計、動力系統優化匹配設計、進排氣系統優化設計、熱管理系統優化設計、尾氣再利用技術,充分表明了金旅客車在節能環保上所做的努力,也體現了金旅為做好占領即將到來的國IV標準市場而作的準備,更秉承了以客戶的利益最大化為己任的態度,延續了金旅長久以來堅持的1-1>0的智慧,創造出了屬于金旅的減法藝術。

 


    1–1 > 0的智慧,金旅六項節能減排技術


    會做減法的人是智慧的,會做減法的企業是睿智的。在能源消耗問題日益嚴重的今天,臨時性的縮水策略未免顯得亡羊補牢、寒磣倉促;而廈門金旅早已有了高瞻遠矚的謀略,并在始終堅持著。無論是節能減排還是綠色環保,廈門金旅用精益求精的研發精神為消費者服務,用實實在在的技術為消費者謀利。學會做減法,將能耗盡量減低。在2009,讓我們細品屬于金旅的減法藝術,通過“減”來實現更多,1-1>0的運算并非假設。


    1. 金旅減負有方法——輕量化設計技術


    背著10公斤的行囊跑步,必定會讓你氣喘吁吁,卸掉不必要的負重跑起來才輕松愉快,這個道理每個人都懂,對于客車也一樣,減掉過重的包袱是節能減排的根本。減少整車重量不僅有利于車輛經濟性的提高,而且對改善動力性及行車安全性具有很大的促進作用。

 

大小閉環結構


    首先,減重的基本途徑之一就是材料的運用,金旅公司設計時在充分考慮滿足整車強度的基礎上,通過選用更優質零部件材料,來降低整車的重量。對于半承載車身,主要受力骨架采用優質16Mn鋼,避免采用普通鋼以保證整車強度,而且無需采取加大尺寸或加厚材料。對于全承載車身,則全部采用優質的16 Mn鋼,既增加了強度又降低了車身的重量。其次,結構設計對車身重量的影響同樣不容忽視,金旅客車在設計時采用UG三維軟件全參數化整車設計和CAE有限元分析軟件進行結構優化,所得的結構為考量了最優強度得出的綜合結論。這樣的設計在減重的同時,全面提高汽車的動力性,減小制動距離,減少油耗。


    2.金旅的減阻美學——低風阻造型設計


     蔚藍海上飄著的白色帆船、天空中色彩斑斕的滑翔傘……這些都得益于空氣對物體的作用力,而空氣作用力中的空氣阻力卻從某種程度上影響著客車的整體耗能。低風阻造型設計則是從車體造型入手,通過改變其迎風面積和風阻系數以提高整車的動力性和經濟性。

 

風洞試驗


    近幾年,隨著高等級公路的迅速發展,路面狀況得以改善,車輛行駛速度逐步提高,氣動阻力成為消耗發動機功率與影響車輛動力性與經濟性的最主要部分,使得通過車輛外形的改變以降低氣動阻力顯得更為重要。


    對此,金旅進行了風洞研究和大量實驗,在保證整車造型美觀協調的基礎上,大范圍降低車輛的空氣阻力。同時,在試驗中使用CFD模擬計算,無需實車或模型,節省了大量的試驗經費,車輛可在開發前期隨時進行預測,并對設計方案進行修改,還可得到三維流場的詳細信息。金旅還將車身美觀理念與降低風阻系數雙重融入于整車設計,整車采用流線型設計,使全車所有曲線、曲面全部符合B樣條曲線曲面的要求。特別對于旅游和客運車輛,在增強流線型設計,滿足使用要求的同時,大幅度減少迎風面積。


    3.減無效損耗——發動機熱管理系統優化設計


    未裝熱管理系統的發動機,在溫度升高的運行條件下,其風扇轉速和發動機轉速始終保持不變,發動機無法實現最優使用。而金旅的發動機熱管理系統,相當于給發動機裝一臺變頻“空調”,使發動機在工作循環時,隨著當發動機溫度變化而變化,始終保持在最佳溫度運轉,這樣既大大減少了機械磨損,提高了使用壽命,又在節能降耗、降低用戶使用成本和維修成本上起著不可忽視的作用。“隨機應變”可說是對金旅發動機熱管理系統最貼切的概括。


    發動機熱管理系統主要包括冷卻智能控制系統和風扇智能控制系統。目前國內客車還普遍采用直趨風扇系統。這種直趨風扇系統結構簡單、成本低、可靠性好,但最大的不足就是噪音過大、功率消耗過多,滿足不了當今世界倡導的“節能環保”的主題。


    金旅公司自主開發了三速風扇智能控制系統,較傳統風扇增加了中間轉速一檔,根據發動機的溫度,可實現風扇不轉、低轉速轉和高轉速轉。中間檔轉速低,比直接達到最高轉速消耗功率小,節能效果更好。金旅以增為減的辯證法,使得小小的增加大大的減少了無效耗能,讓發動機的能量,更多集中到客車行駛中。


    4.減浪費——進排氣系統優化設計


    燃油燃燒釋放的熱量 = 做功(30%)+ 排氣散熱(30%)+ 機體散熱(10%)+ 冷卻系統散熱(30%)。


    如圖所示,公式中的條件相互影響相互制約,“進排氣系統優化設計”就是通過對上述條件的改進來優化整車性能。比如進氣溫度會影響燃燒的熱平衡,從而影響燃油燃燒效率,影響經濟性;排氣系統管徑設計的過大會浪費資源、對歐四機器還可能導致尿素結晶;管徑過小會影響排氣阻力,間接會影響進氣效率,從而造成燃燒不充分……均能從一定程度上影響能源消耗。


    古曰:“任督通則百脈皆通”,印象中武林高手修行遭遇瓶頸,須打通任督二脈方可更上一層樓,而進排氣系統就如同客車的任督二脈,優化進排氣系統無異于打通客車任督二脈。


    進排氣系統改造的關鍵在于兩方面,一方面取決于排氣管徑的大小,金旅技術人員通過反復實驗,在滿足發動機對進排氣阻力要求的同時,力求管徑最小化以實現降低設計成本,節約資源。另一方面,在對整個發動機艙的設計中注重進氣系統、排氣系統、冷卻系統設計的相輔相成,使整個熱平衡趨于合理化。在南方地區,散熱器可以選擇的大一些,以保證發動機性能的穩定發揮和附件壽命的延長。在北方一些寒冷地區,熱管理系統的應用可節約冷卻系統所帶走的熱量,保證進氣溫度及艙溫處于合適范圍。這些內外部條件實則為發動機提供合適的運行環境,延長了使用壽命,對于客戶來說,極大地縮減了維修費用,實現成本和能源雙節約,金旅可見是高手中的高手。


    5.減投入——動力系統優化匹配設計


    生活中很多事情不能兼顧,比如汽車的動力性和經濟性就是一對矛盾體,動力性好其經濟性就較差,反之經濟性很好時,其動力性就會受影響而較差。當這對矛盾體達到最好的平衡點,就是一種優化。而優化要做好,客戶才是主導。

 

減投入——圖示動力系統如何實現優化 圖1


    金旅公司采用多渠道了解客戶需求,比如調查問卷或者派出售前服務人員實地考察,然后將所得結果列入《技術中心產品開發任務單》,作為設計的重要輸入依據。基于數據再選擇專門的經濟性和動力性計算軟件進行設計、匹配,以確定動力系統參數即發動機、變速箱、橋、輪胎的性能參數。比如平原地帶用的客運車一般采用較小的傳動系速比,以獲得較高的最高車速以及燃油耗較低的經濟車速;而對于城市公交而言,頻繁的起步停車,選用較大的傳動系速比,最高車速較小,一般控制在90Km/h,有的甚至更小,以保證較好的動力性。而在車輛投入使用后期,派遣相關人員及時跟蹤、收集客戶的建議,解決客戶問題,這樣有針對性的匹配設計真正做到為用戶省錢。

 

減投入——圖示動力系統如何實現優化 圖2


    6.減污染——尾氣再利用技術


     半個多世紀以來,汽車排放的尾氣作為全球性公認的污染,對人類造成了極大的損害。為實現尾氣再利用,達到人與自然和諧發展,人們已在尾氣排放處理的研究中,逐步取得多項成效。


    作為客車一線品牌的廈門金旅化廢氣為暖氣,除了常見的尾氣處理方式,金旅還開發了一種利用汽車尾氣余熱取暖的空調裝置,該空調裝置的一端與尾氣熱交換器的一接口相連,另一端與發動機冷卻水箱的回水管相連,中間部分連接車內的暖風裝置及除霜裝置;尾氣熱交換器的另一接口與汽車引擎的主水道相接,通過對流經的冷卻介質的加熱,從而實現車內取暖的目的;另外,該尾氣交換器具水動閥門,可自由選擇發動機尾氣在該裝置內的流向,以達到夏季不對暖風裝置加熱的目的;同時具手動自動除碳功能,以消除因積碳而造成的發動機背壓增大及影響換熱效果的缺陷;該裝置結構簡單、安全可靠、可節約10%以上的汽車燃料用油。


    正所謂“有高瞻遠矚之見者得天下”。對于國際潮流和國內市場大趨勢的變化一直有著高度敏感的廈門金旅,在節能環保大潮剛剛在汽車業露頭之際,便已全方位部署了企業的宏觀節能環保戰略。繼率先完成混合動力與液力緩速等新能源客車的開發與成功運營后,在2009年初,強力推行六大節能減排技術,再次證明,成功絕非偶然,今后金旅還將保持一貫腳踏實地的作風,把節能環保融入企業發展理念,繼續前行。

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