他们是如何做的

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2010年4月1日,在这个看似不太严肃的日子里,奥迪做了一件非常严肃的事情,面对来自全国各地的媒体,来自奥迪各个技术领域的专家分别介绍了他们已经研究出的成果以及对于未来汽车技术发展方向的理解。

汽车工业发展到今天,已经越来越接近一个质的临界点,地球上的石油资源正在枯竭,传统的以内燃机为动力来源的汽车将面临淘汰。然而在替代能源尚未找到之前的这段时间里,如何高效率地利用现有的石油资源,成了各个汽车制造商最大的话题。经过这些年的发展,奥迪如今已经成为一个在全球范围内具有相当影响力的豪华汽车品牌。能力越大,责任就越大,奥迪一直不断探索新的汽车新技术,并且已经取得了不小的成就。

车身轻量化与减小空气阻力

在替代能源找到之前,各大汽车品牌对于如何高效利用现有的能源都有自己的答案。在这些答案中,混合动力车型正在被越来越多的人接受,然而奥迪的工程师认为,混合动力实际上并不是最理想的方案,因为混合动力车型比普通车型结构复杂,并且增加了质量。从理论上来说,混合动力车型所增加的质量实际上浪费了一部分能源。

所以,奥迪一直致力于轻量化车身的研究。希望通过减轻车身质量的方法提升能源的使用效率。研究表明,车重每减轻10%,油耗可降低6%到8%。车身质量降低100kg,意味着100km油耗减少0.3L。而车身质量占整车质量的1/3,空载情况下,约70%的油耗用在车身质量上。这意味着:只要通过科学的方式,将车身轻量化后,就可以有效减少燃油消耗。与钢材料相比,铝材料的质量大约可减轻40%,采用铝材料制成的车身可以明显地降低能耗。一辆采用铝材料车身的奥迪A5,车身质量比普通A5轻350kg,这意味着采用轻量化车身的A5每100km可以降低油耗约1L。

除了减轻车身质量,降低车辆的风阻也是非常必要的,实验证明:空气阻力每减少10%,100km油耗可减少0.15L。早在二战前,奥迪就成为世界上第一个用理论计算空气动力学特性并在风洞中进行实验的汽车公司。1983年,奥迪100(奥迪A6的前身)首次在量产轿车上实现了0.3的当时全球最低风阻系数,并从此改变了世界量产轿车外型设计的潮流。

发动机和传动系统的高效化

目前,传统的内燃机技术是最现实可行的兼顾高效性和运动性的驱动方式。但动力和传动系统的能量损耗约占整车能量损耗的38%,也就是说在理想状况下,1L燃油所产生的能量中最多只有0.62L能够真正用于推动车辆前进。如此高的能耗比例对于汽车厂家来说是个非常头疼的难题,通过各种先进的技术降低发动机和变速器的能耗已经成了各大汽车厂家重点解决的课题。

相比之前的发动机技术,奥迪的配备AVS可变气门升程系统的新型燃油直喷发动机,可降低7%的油耗,并且由于使用了体积缩小的水泵以及其他改良设计,使得摩擦损失大幅降低,可再节约5%的燃油。此外,相比汽油发动机,得益于柴油的物理特性,柴油发动机可以更好地发挥燃料中所蕴含的能量,奥迪TDI发动机将柴油发动机的这一优势发挥到了极致。

除了发动机之外,一套合适的变速器和理想的操作方式能够对车辆节省燃油起到决定性的作用。奥迪拥有手动、Tiptronic手/自一体、Multitronic无级、S Tronic双离合以及R Tronic顺序式多达5种不同模式的变速器,目的是为不同车辆装配最合适的变速器。研究表明,车主的驾驶习惯对油耗的影响高达30%。以手动挡车型为例,在日常的行驶过程中,不合理的挡位使用是油耗增加的重要原因。奥迪部分车型的行车电脑具备挡位提示功能,电脑会根据当前发动机转速在驾驶员信息系统的显示屏中给出合理的挡位提示,驾驶者只需按照提示挡位操作就能达到节油效果。

电子系统智能化

不要轻视汽车电器系统对燃油的消耗,人们在谈论节能时往往会忽略空调以及包括音响在内的电子设备,其实它们加起来可以消耗8%的汽车燃油,一个座椅加热每小时便可消耗0.1L的燃油。2009年,奥迪开始在量产车型中推广IEM创新能量管理系统,该系统包括启动/停止系统、能量回收系统、优化的汽车耗电以及高效空调系统。通过对全车能耗部件的有效管理可以降低高达10%的燃料消耗。

奥迪为多款手动挡车型标配了启动/停止系统。在实验中,该系统100km可节省0.2L燃油。空调系统每小时大约消耗1L燃油,这套智能系统可以适时地提醒驾驶员关闭车窗,以实现燃油的最高效率。

此外,奥迪率先在车灯中使用发光二极管(LED)。在高性能跑车R8、R8 Spyder以及A8中,前灯的全部照明功能都是通过LED实现的。这种创新技术展现了一种全新的、极具吸引力的设计,但更重要的是它的功能性和节能性,每个LED灯功率只有40W,这一能耗水平比已经非常节能的氙气车灯还要少。

替代能源的解决方案

奥迪认为,目前最为现实有效的环保驱动技术依然是对内燃发动机的优化,最终纯电动驱动将成为零排放的最佳解决方案。2009年,奥迪在法兰克福车展上推出了一款纯电动车,这款外形源于奥迪R8的e-tron电动跑车向人们展现了奥迪未来轿车的技术和设计理念。

e-tron绝不是单纯地将动力总成电动化,电动车技术的成熟也不仅仅取决于电池技术的优化,而是要从车辆的每一个细节上重新设计,使各个部件力求最大限度地降低能耗。e-tron的每个车轮单独配备了一台驱动电机,对称的布局在实现理想车身负载分配的同时达到了绝对意义上的四轮驱动效果,也使对转向过度或不足的控制不再局限于制动。e-tron的行驶里程达到248km,在启动的瞬间能够爆发出230kW的最大功率和4500N•m的峰值转矩,在这些电机的驱动下,e-tron由静止加速到100km/h仅需4.8s。如此卓越的加速性能显示出奥迪在纯电动车领域的巨大潜力,让我们高兴的是,这款车并不是什么遥不可及的概念车,而是很快(2012年)将实现量产。

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