依维柯Stralis液压混合动力卡车:垃圾收集也有洁净一面

如今,一种有效运输解决方案的形成需要独特创新理念、专业技术和深入研发水平相结合。最近,笔者试驾了基于依维柯Stralis 6×2卡车底盘和驾驶室开发的串联式柴油液压混合动力试验卡车,该车型很好地诠释了这种结合。

此车型用于城市交通运输,排放对环境影响极小。车型研发属于Vector 2015项目的一部分,项目成立于2009年,由意大利经济发展部和依维柯公司协同出资,项目致力于发展环保、安全、低油耗和排放且能实现信息共享的车辆,减轻由车辆尾气排放中的CO2导致的温室效应。为城市垃圾收集任务量身打造Stralis试验车型在装有垃圾压缩机的依维柯Stralis 6×2上装配了先进的串联式布局液压传动系统。车辆匹配耦合了美国派克液压系统的Cursor 10发动机,功率为309 kW。这一解决方案专为城市地区的垃圾收集和处理任务量身定制,适用于车速低、停走频繁的工况,其最吸引人的特点是车辆越是频繁地停止和启动,发动机的燃料消耗和排放量就越小。

试验车的科索发动机耦合了美国派克液压系统值得一提的是,车辆减速时制动能被以压力能的形式回收至液压蓄能器中(即再生式制动),驾驶员只需在需要时使用辅助系统,这种回收作用降低了制动器的磨损;而在车辆停止和重新启动过程中,蓄能器中的压力能又转化成液压动力,驱动车辆完成起步过程,发动机的改进性能也能让车辆加速表现提高15%。

依维柯Stralis混合动力试验车型在驾驶室内饰方面变化不大在驾驶室内饰方面,依维柯Stralis试验车型与用于传统重型运输的卡车并没有显著差异,唯一的区别在于彩色显示屏上能够看到沿车辆传动系统流动的能量,以及蓄能器中的能量水平。

彩色显示屏上能够看到沿车辆传动系统流动的能量,以及蓄能器中的能量水平同时,3个换挡按钮的布置保持不变,但实际上它并不是标准的Eurotronic 12速传动系统,而是由派克动力传动单元(Power Drive Unit,PDU)来根据不同速度控制2个液压驱动装置的工作状态,直到70 km/h以上时自动切换成发动机与车轮之间的机械传动模式。

车速高于70 kmh时,传动系统将自动切换成发动机与车轮之间的直接机械传动模式2种传动部件的有效协同让依维柯Stralis试验车能够实现平稳、无冲击且动力强劲的加速。车辆在低于50 km/h的状态下减速时,再生式制动特别有效,这正是城市地区典型垃圾收集任务常见的工作状态。要激活液压动力模式,只需简单地将位于转向柱右侧的多功能杆放下即可。

试验车装有垃圾压缩机,专为城市垃圾收集作业量身定制依维柯可替代传动系统和电气化经理Marco Aimo Boot指出,串联式混合动力系统解决方案最大的优点是在特殊工况比如垃圾收集作业中,车辆总是要重复停止和启动过程,而这种技术减少了热发动机上的负荷,让它以最大的能源效率运行,从而在燃料消耗和污染物排放方面产生积极的影响。根据试验结果,在典型的城市垃圾收集任务作业中,采用依维柯液压混合动力系统的车辆平均燃料消耗比传统车辆低12%~35%,平均为30%,最多能节省45%。

液压传动系统的秘密依维柯液压混合动力系统将机械和液压传动元件集成在一台3挡变速器中,能够在所有速度范围内高效优化换挡策略。操作中,挡位切换自动而平滑,且任何速度模式都能适应制动能量回收,允许存储的制动能量为所有交通状态下的车辆提供动力。在制动时,它与垃圾车上使用增压液压流体的标准摩擦制动系统无缝对接来实现车辆减速,同时用轻量化的复合蓄能器来储存车辆动能,供车辆重新启动之用。车辆在使用中停驶越多,液压传动系统相对于传统传动系统就越高效。

液压传动系统示意图液压混合动力系统由发动机、主液压泵、辅助液压泵和/或液压马达、蓄能器,以及派克PDU组成。系统中,适用于城市交通的1个2速液压传动装置与1个机械直接传动装置相结合,分别适用于0~40 km/h(低速液压)、40~70 km/h(高速液压)以及70 km/h(机械传动)以上等不同车速下的车辆传动。

工作时,主液压泵由Cursor 10发动机直接驱动,将油液送入蓄能器中,通过其中的内膜压缩内部的惰性气体——氮气。这个过程存储下来的能量将取代传统内燃发动机产生的转矩,通过液压传动装置转化为动能,用于车辆起步。这里的液压传动装置由2个辅助可变量液压泵(这里作马达用)支持,能实现2种速度模式,最高到70 km/h。从能耗角度看,超过这个速度时,液压传动的效率就不再适用了;此时将自动切换成采用发动机与车轮之间的直接机械传动模式。系统之所以在机械传动时仍然能够回收制动能量,是因为主液压泵仍然与传动轴相连并工作,施加转矩为蓄能器补充能量。

设置在车辆右侧的蓄能器车辆减速时,由2个辅助液压泵将流体送入2个蓄能器,最高达70%的制动能量被回收;而在传统动力系统中,这些能量就以热量的形式散失了。再生式制动也可用于车辆缓速,而不需要传统的液力缓速器。除了依维柯Stralis液压混合动力卡车,Vector 2015项目还启动了对Eurocargo液压混合动力车型的研发,这一系统由平行放置的内燃机和电动单元组成。

Vector 2015项目还启动了对Eurocargo液压混合动力车型的研发这种并联式的解决方案同样在提高燃料经济性和减少CO2排放中具有相当大的优势,根据试验结果,在低速运行和频繁停走的工作状态下,新型Eurocargo与传统卡车相比节能减排最高达25%。Eurocargo液压混合动力系统中采用了一个发动机自动关闭和重启系统,适用于在等待交通灯变换或交通堵塞时更长的停驶时间。与Stralis一样,Eurocargo也具有制动能量回收功能,回收的能量用于为车载电池组充电。然后,设置在离合器和自动变速器之间的电动发电机使车辆在静止状态下以纯电动模式启动。往期精彩内容,点击即可浏览[辣评]商用车趣闻美图一周汇北美商用车品牌车型介绍之肯沃思电动物流车2016年产量有望突破10万辆[视频]国外改装的工程卡车简直不能再帅可靠源自细节——详解MAN D3876发动机技术亮点

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