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龙的回忆
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可能是你没有关注,宝马、君越已经采用,上汽通用、东风的相关专利也已经获批,详细请进入----->
1.现有格栅设计存在严重的不合理性

一般来说,汽车进气格栅的功能,是保证足够的空气进入发动机舱对发动机和散热水箱进行冷却,同时避免行车时有动物或者其它杂物进入发动机舱,对发动机起到保护作用。

随着油价的上涨和节能减排的深入,现有的汽车格栅设计逐渐暴露出其设计上的缺陷,有人认为,现在的汽车格栅设计的不合理,至少给汽车增加了0.2升/百公里的油耗,在零下20度环境下,会给1.6排量的家庭轿车增加1.5升/百公里以上的油耗。主要问题表现在两个方面:

⑴ 哈尔滨道路上的汽车和同型号的广州道路上的汽车,一个处在摄氏-20度的气温环境,一个处在摄氏30度的气温环境,进风口大小完全相同,肯定不合理。为什么呢?由于热传导和热对流都是和温差成正比,前者的发动机舱内的空气流(非散热风扇)对发动机的散热是后者的5倍以上,再加上8-10KW的驾驶室内的暖风(热量来自于冷却液),引起的问题是:哈尔滨的汽车的发动机保温不够,散热系统可能永远不会工作,并由于发动机温度达不到正常工作温度,ECU自动增加喷油量,来保证汽油的雾化和尾气的排放量达标,汽车的油耗和尾气排放肯定随之增加;而广州的汽车正好相反,空调制冷量4KW,就会在发动机舱内产生8KW的热量,加上环境空气温度高,散热系需要不停地工作还不一定能满足发动机的散热需要。

⑵ 20公里和120公里的时速行驶的汽车,其格栅进风口大小一样。对于发动机散热来说,对流引起的散热速度和对流系数成正比,而对流系数和车速的平方正比成正比,因此,高速行驶时,格栅的进风口存在过大的可能。过大引起的问题一个是在冬季会让发动机散热过度,另一个问题是增加了风阻。大家知道,汽车风阻的大小和速度平方成正比,且凹面的风阻系数最大,汽车的发动机舱的结构,对汽车前方吹进来的风来说,恰巧就是一个凹面。汽车风阻中10%的部分就是由格栅内吹进来的风引起的,而格栅部分的面积一般只占汽车纵向最大截面积的5%。因此,改善设计,为汽车降低3%的风阻是能实现的。

2.汽车厂商采取了哪些对策

相信所有的厂商都注意到了上述问题,但并不是每家汽车厂商都采取了行动。究其原因,主要是汽车用户对此专业性问题的认识不足,购车时主要考虑到是品牌、外观、动力等因素,厂商们缺乏解决格栅设计问题的动力和压力。另外,这种改进并无完美的方案,完全改变现有的机舱内气流设计,就要对现有汽车设计动大手术。厂商们因此慎行。

还有一个原因,就是高端车型的用户对油耗不敏感,低端车型的用户又重视购车成本。因此,汽车格栅的革命就如格栅的名称一样姗姗来迟,甚至连这方面的研究都寥寥,更别说应用了。

尽管如此,还是有例外。这个例外者会是谁呢?谁能这么义无反顾地当这个出头鸟呢?

我们来分析一下这个例外者必须具备的特征,然后再说是哪家厂商吧。

首先这个厂商具有较高的品牌价值,他们的宣传会有人相信,而且由于品牌是高端的,也就有了较大的利润空间,改善格栅的成本不成问题。这样以来,所有国内品牌没可能了。

其次这个厂商的技术实力一定很强,而且长期坚持创新,有冒天下之大不韪的勇气,关注环保,坚持朴素的奢华,对用户相对诚实负责,不仅仅把“节省您的每一滴油”当作口号。具备这种公司文化的,日系、韩系车被排除了,他们更喜欢做面子活。美系车被排除了,他们的创新能力和燃油经济性不满足,被排除了。剩下的就是欧系车了,那么会是谁呢?

凭感觉,应该是宝马或者沃尔沃。只有这两家厂商能够满足那些特征。

我来说答案吧。是宝马。请看宝马的“智能降阻进气格栅”:



宝马公司对此的官方说明是:

智能降阻进气格栅:在发动机水箱温度过低时,进气格栅将自动关闭,从而在冬天减少热车时间,节省怠速油耗。而当车辆进行高速巡航时,发动机水箱温度适中的状态下,进气格栅会自动打开,减少空气阻力,这对于燃油经济性的提高有帮助。

宝马的这项技术是在2009年开始宣传的。2010年7月,作者去一家宝马在北京的4S店,销售顾问告诉作者:7系的已有了,1、3、5系的到下半年才有。果然,2011年上半年,作者看到了宝马的所有新车型上都使用了这项技术。

进一步关注宝马在发动机保温方面的创新,竟然在2010年的欧洲车展报道图片上看到宝马除了“智能降阻近期格栅”,还把发动机做了一个大包围:





搁下发动机保温不提,再看2011年,通用也开始在其混合动力版的君越上采用了“智能降阻进气格栅”。有关报道为:

“在车身优化设计方面,君越使用了智能降阻进气格栅与底部空气动力学优化套件,这样可以可以给车身一个很大的下压的同时还可以减少风阻,起到节油的效果。”

作者对此段话的补充是:由于混合动力汽车的油耗比普通汽车的低,因此汽油发动机在输出动力时的付产品----热能,会比普通车型少。为保证发动机能在正常温度下工作,并在冬季能提供足够的暖风,这项技术是必须采用的。

在2011年北京的一次新能源汽车展上,作者更是看到了纯电动汽车的格栅全部密封了。因为纯电动汽车的暖风系统太耗电了,电池和电机工作时发热太少了。

除了宝马公司的这些技术,其他厂商也开始了对汽车格栅的改造。不过截至今日,他们的行动还止于专利申请阶段,并未有相应产品上市。下面是东风汽车和上汽通用在2011年获得授权的两个专利的摘要及附图:





3.对各种格栅保温降阻技术的评价

从外观上来说,宝马的“智能降阻进气格栅”和东风汽车的“带有卷布帘的换热器”对汽车的外表没有任何影响,给100分吧。

但是降阻上来说,宝马和通用的这种方法对降低风阻无任何效果。原因是:一个平板在空气中沿垂线方向运动的时候,风阻系数是1;一个水滴在空气中自由落体的时候,风阻系数是0.2;一个碗,沿着从碗底中心到碗口中心射线方向运动的时候,风阻系数是1.3。他们都是在水箱进风口密封发动机舱,对流入格栅的空气来说,汽车的“吸能区”形成了一个碗状空间,因此丝毫不会风阻。因此在降阻上来说,这两家得分是0分。

从技术易实现性方面来说,上汽通用的“进风格栅开度自动调节装置”实现难度最大。因为除了自动开合,还需要兼顾外观。

从技术经济学上来说,对于已经上路的汽车来说,宝马、通用、东风的技术一律不现实。在中国,已经上路的汽车仅轿车不下300种车型,那就意味着300种格栅,300种电路。单独定制的成本,哪家也不会低于3000元。批量生产以后,单辆汽车的改装成本,哪家也不会低于300元,一般在500元左右。你会花500元去改装格栅吗?因此在这个问题是,三家的得分都是0分。

在文章开始的时候,我发了两张照片,这是作者在网上看到的一个帖子上发的。据说是作者从淘宝上买了材料自己DIY的,改装一辆汽车的成本不超过40元。这种方法保持了汽车的外观,等于给汽车安装了一个气派的口罩。在外观、风阻、成本、技术难度方面,都兼顾得不错,只是无法调节格栅进风口的大小。如果密封过严造成发动机开锅,估计要取下来一条密封条,没有自动开合的省心。

4.冬天油耗大、暖风不足的进一步解释

汽车发动机并不是在任何状态都需要冷却。在冬季的寒冷地区行车,发动机仅需适度的散热或者不需散热而要保温运行。当外界环境气温很低的时候,如果进气格栅的进风面积很大,就会造成发动机气缸的整体温度达不到正常的工作温度。这种情况下,由于发动机工作时需要正常的温度是冷却液保持在80-90摄氏度,气缸温度保持在800摄氏度左右,气缸内的油料才能充分雾化,燃烧才充分。在发动机外部环境处于低温状态下时,发动机的热平衡受到影响,发动机各部位的温度没有达到正常温度,汽车内控制器就会根据温度传感器所测得各部位温度的信号,发出增加喷油、增大怠速阀门开度的指令,提高发动机转速、使发动机迅速升温。另外一方面,循环到暖风水箱内的冷却液温度也不高,进而造成了汽车驾驶室内暖风效果不好。这就是冬天行驶汽车时,汽车前盖附近的散热水箱不工作、汽车油耗大、暖风效果不好的原因所在。

5.冬天改装格栅的意义

我们注意到,宝马、奥迪的各项节能技术,按照他们的宣传,有的仅仅能百公里节油0.1升。但汽车基数很大。比如宝马有600万辆汽车在路上跑,使用这项技术百公里节油0.1升,一年200个百公里,每辆车节油20升,600万辆就是1.2亿升,就能节油10万吨,10万吨汽油就是10亿人民币吧。

每升汽油燃烧放出2.3公斤二氧化碳,自己算能节省多少二氧化碳吧。

所以,不要因为善小而不为。如果北方省份的车友行动起来,在100万辆车上采用这种节油方法,省钱、暖风足了不说,还能减少很多碳排放。希望大家行动起来。
(此文由龙的回忆在2011-12-17 12:28:04编辑过)
2011-12-17 12:26:50   此文章已经被查看575次   
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