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从节能技术看宇通如何引领行业发展

2014年9月4日 09:42:12    来源:中国汽车报
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(风洞试验:风阻作为影响高速客车性能的主要因素之一,直接影响着客车的燃油经济性。宇通计算中心通过数字模拟计算,获取客车的空气动力学特性,掌握客车周围的流场特征,分析客车周边气流的速度分布和压力分布,结合风洞试验对客车造型进行优化,达到降低风阻及燃油消耗的目的。)

节能是汽车产业发展永恒的主题,长期以来,全球无数汽车厂商围绕节能技术投入大量人力和物力,开展广泛、深入和系统的研究。在过去的几十年,传统客车节油技术取得了突飞猛进的进展。宇通客车作为行业领军企业,在多项节能技术研发领域取得了瞩目成果。为了探究其在节能技术领域的造诣,中国汽车报一行4人于近日前往宇通客车技术研究院,向阎备战博士了解了该企业富有前瞻性的节能技术以及围绕节能技术开展的系列研究。

■一再刷新低油耗纪录

客车行业内人士都知道,10多年前,我国引进欧洲著名品牌12米公路大客车百公里油耗一般在30~33升,用日本某品牌客车底盘生产的大客车百公里油耗更高。

2007年宇通12米公路客车通过对各类技术资源整合和系统的节能技术应用,油耗水平降低到25升左右,为国内客车行业节能技术进步作了贡献,并引领了行业的发展。

近两年来,宇通在节能技术研究领域,又有突破性进展,12米公路客车的百公里油耗进一步降低到20升以下,持续引领了行业的技术进步。

以2013年新开发产品ZK6122H为例,低风阻、整车匹配等各节能技术的全面应用,使车辆节能效果更加明显。山西晋城汽车运输有限公司曾购置过一批ZK6122H用于旅游线路,日前根据用户反馈回来的信息:日常运营百公里油耗仅为18升多,最多不超过19升。

阎备战用“全面系统,深入细致”这八个字来总结宇通客车当前的节能技术研发特点。据介绍,宇通客车在车辆本身的节能技术、智能驾驶辅助技术以及用户的节能管理等方面,都进行了大量深入的研究。

在此,我们重点探究低风阻、整车匹配、智能化节能等行业领先技术,看宇通客车如何一再刷新低油耗纪录,如何为用户创造价值,如何领跑行业。

■持续领先的低风阻技术

研究数据显示,当客车时速超过70公里,风阻所消耗的燃油量会占到燃油消耗总量的30%~50%。

根据空气动力学原理设计的低风阻造型能够让汽车具有更好的燃油经济性。客车行业在利用空气动力学原理对车辆进行造型设计方面,尚没有乘用车行业广泛。正如湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室谷正气教授所言,国内客车厂家虽然较多,但大多数规模不大。同时,空气动力学的研究又需要投入大量人力和物力,因此只有技术实力雄厚的客车企业才有条件开展空气动力学方面的研究。拥有较强软、硬实力的宇通客车,不仅较早地着手开展低风阻技术研究,而且还利用研究成果对多种型号的客车进行优化改型,为用户赢得了价值。

据介绍,宇通对客车低风阻技术的研究主要包括三方面:车身造型、车身附件和底盘减阻研究。建立了完善的低风阻技术研发流程、试验流程以及产品开发应用规范。从精确的模型建立到严谨的仿真分析,宇通科研人员都以高于行业的工程标准认真执行,亿万级的网格划分确保仿真模型的精度,反复的CFD流体仿真分析,确保仿真模型的工程可行性和可靠性。

据悉,2007年宇通在客车行业率先开展了空气动力学研究,以后不断巩固其在客车低风阻技术方面的领先地位。不仅进行了实际路况的整车油耗试验,更不惜花费大量资金于2008年进行了国际汽车行业公认的模型风洞试验,成为国内首家进行模型风洞试验的客车厂家,并将主流车型的空气阻力系数降低到0.4以下,达到了国际先进水平,较前一代产品下降17%,平均百公里油耗下降9%。2013年初,将多年的低风阻研究成果融入新产品开发中,打造出了油耗最低的12米客车。

■驾轻就熟的整车匹配技术

宇通的整车节能技术,除了上述对车辆造型进行低风阻设计之外,整车传动系匹配也是一大亮点。“相同的车型和发动机,不同的传动系匹配,根据不同使用条件,油耗差别可达10%。因此,根据使用条件选择合理的传动系速比至关重要。”阎备战告诉记者。

正是因为此,在对新产品的开发中,宇通对几十种配置进行仿真计算和对比,通过几十遍的严格审核,针对不同客户群体(客运、旅游、团体等)、不同路况(山区、平原、高原等)确定最佳动力匹配,新产品下线后需要经过多次的经济动力性试验验证,从而保证新产品最佳的燃油经济性。

据介绍,在符合相关标准法规要求的前提下,宇通通过产品配置器管理系统,结合AVL Cruise、Matlab等多种整车经济性计算仿真软件,满足不同区域、不同环境使用条件的多样化需求,在客户购车前期,技术人员就会对客户购车需求和车辆运行路线进行调研,对典型线路采集实际道路信息,然后再结合产品的不同配置,依据实际使用工况和道路数据信息,计算不同传动系配置的经济性,确保客户选购产品的动力匹配达到最佳。而且,待新车下线之后经过多次的经济性与动力性试验验证,从而保证整车在实际使用条件下的最佳燃料经济性。仿真分析软件是计算与匹配的分析工具,但是在使用过程中的车辆模型建立、边界条件的加载、驾驶员模型的建立都是更重要的环节,因此会用、用得好对于客车企业来说才是核心关键。

这里有一个实例,山东烟台某客运公司曾采购两辆型号为ZK6127H的客车。宇通技术人发现与宇通同类车型的运营线路相比,烟台的这两辆车所运行的线路中,国道、市区道路较多,中途停车较多,故判断该线路需要较好的加速和超车能力。随后进行了详细的仿真分析,优化了传动系的速比匹配。如今用户反馈的信息是,ZK6127H市场表现与同线路其他车型相比,油耗降低10%左右。

■节能技术与智能化的珠联璧合

据清华大学汽车工程系连小珉教授介绍,智能化技术的快速进步,在汽车行业会有很大的发展前景,会对车辆多个方面的性能产生影响,而目前很重要的一个方向就是智能化节能技术。在车辆本身层面,汽车消耗功率的部分部件,可以通过智能化控制技术,使其按需工作,从而减少消耗的功率,典型的部件如冷却系统。

发动机附件的电动化、智能化是节能技术发展的重要方向,智能控制冷却系统就是此类节能技术的一个典型代表。“如果说发动机热管理系统是宇通节能技术曾经的一个亮点,那么,如今我们对其通过深入研究,研发出了智能控制冷却系统。”阎备战说。据悉,智能控制冷却系统能再一次提升客车的节能水平,根据前期试验验证和市场反馈,智能控制冷却系统较原先的热管理系统进一步节油约5%~8%,继续保持行业领先。

宇通新研发的智能控制冷却系统,主要包括风扇控制器、冷却模块及电子风扇。据介绍,电子风扇由发动机热管理系统ECU控制风扇的开启和速度,实现电子风扇按需工作、无级变速,从而把进气温度和冷却水控制在最佳温度,此时发动机的功效比也达到最佳。由于省去机械传动部分、采用小功率的电子风扇和一体化冷却单元,使智能控制冷却系统相比电磁风扇冷却系统,控制更精准、效率更高、能耗更低,达到的节能效果也就越好。

该项目开发过程中进行了大量的工程试验,其先进的试验设备和严格的试验条件是行业内其他厂家所不及的,这主要得益于宇通雄厚的研发实力。据悉,宇通进行了20万次台架振动试验和试验场的实车可靠性试验,高低温存储、高低温工作、热冲击以及台架试验,一系列全面的极端工况验证,保证了冷却模块、控制器、电子风扇等主要部件的可靠性。

目前宇通已成为行业内首创且掌握电子风扇冷却系统核心技术的惟一客车厂家,现已获得三项国家专利:自主研发的系统核心控制器、并联一体化冷却单元、整套智能控制冷却系统。

先进的技术,最终要表现在产品上,并给用户带来实际的价值。据了解,智能控制冷却系统已在宇通新能源车型和传统车特定车型上形成标配。据南京某公交公司反馈的信息,他们所购买的12米公交车ZK6120HGC搭载智能控制冷却系统后,对比相同线路上的电磁风扇冷却系统车辆ZK6120HGC油耗降低约7%,在产品全生命周期内,每年能节省燃料消耗成本1万多元。

■向节能技术极限挑战

上述三项节能技术,是当前宇通客车在行业内领先、同时又能为用户赢得实际效益的技术。当记者问起未来节能技术储备以及当前主要的研发工作时,阎备战告诉记者,宇通的节能技术研究是放眼未来,在深入挖掘当前技术潜力的同时,还开展轻量化、智能化等多方面节能支撑技术的研发,为进一步提高整车的节能效果做技术储备。

连小珉教授认为,对于传统客车而言,单一方向的节能技术已难以大幅提高整车的经济性。未来的客车节能技术,必须在多方向深入探索,并进行系统整合与应用。宇通客车作为行业领军企业,拥有雄厚的研发资金、过硬的技术团队,他们有能力站在行业的最前端,有责任挑战极限,把节能效果最好的技术应用在产品上,为用户创造更大价值。

关键词:宇通客车
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