《增程汽車是很先進的技術嗎?其實火車早就使用過了》 汽車科學島媒體人,汽車達人#老司機聊汽車知識#基礎知識:相信高鐵動車有很多人都乘坐過,地鐵輕軌與雲軌在很多城市都已經普及;這些列車都是電力驅動,早期的火車頭同樣是電驅,但因架空接觸網不夠完善,所以采用了“柴電增程系統”。提到火車也許更多人會聯想到一些老電影,在黑色火車頭裏總有人一鍬鍬地往爐子裏鏟煤,之後拉動把手“嗚嗚”的就能讓火車加速。然而這是最原始的蒸汽輪機的火車,是最古老的火車驅動技術;煤炭燃燒加熱水,通過水蒸氣推動活塞運轉而驅動列車,這種機器的發明者(完善者)是瓦特。而本篇討論的火車最低標准也是柴油動力,不過這些車頭只有極少數采用柴油機直接驅動哦。01火車驅動系統1:內燃機車(火車)早期嘗試過用柴油機驅動,匹配特殊的液力變矩的變速箱,結構特點就像是汽車的放大版,不過變速的結構與原理並不同。在六十年代試制過這種驅動技術,然而因使用的柴油機排量動輒200.00L+,普通的皮卡用的大多是2.0T的柴油機,輸出扭矩的差值有多大是可以想象的。結果則是運行中問題不斷,甚至出現過傳動軸崩斷而擊穿外殼的故障;同時耗油量也是極其誇張,這種技術相當的不理想,所以只有極少數特殊用途的火車頭還在用這種技術,但更多相對差的車頭用的是柴電系統。 2:電動機的特點是可以直驅車輪,因為結構非常特殊,機器內部的定子轉子不接觸,轉子懸浮固定無需考慮磨損問題;於是運行的轉速就可以非常高,驅動過程中可以通過轉速調整馬力,這是最理想的無級變速的狀態了。同時電機還有恒扭矩的特點,也就是只要起步瞬間的輸入電流最大,那麼起步第一轉就能輸出最大扭矩;柴油機即使通過渦輪增壓加機械增壓的技術,哪怕配合電渦輪也很難在起步時爆發最大扭矩,所以在牽引力方面電機完勝內燃機。 於是柴油發動機就只作為帶動發電機運轉的「增程器」,只要發電量能滿足驅動列車的需求即可;最終形成了內燃機發電、電動機驅動車輛的模式,標准為交流發電機運轉後經過整流器變為直流電,輸入到牽引電機後使其運轉,後期的大功率機型以“交流·直流·交流”的標准轉化。而城市軌道交通與高鐵不再使用增程系統,而是在牽引列車上安裝充電弓,行駛中充電弓與頂部的架空接觸電網連接;通過電網直接取電而驅動電機,這樣的效率要比柴電系統更高,且背後發電的方式包括清潔電能,高鐵也是一種很環保的列車。 02汽車為何要增程新能源公交車中的「混動車型」,也就是懸掛綠色號牌但能夠聽到內燃機轟鳴的車輛,這些車基本都用柴電增程系統;無軌電車是類似於高鐵的駕控接觸電網模式,公路上已經有70%的客車采用純電或增程電驅。而之所以要用這種模式是因為能夠有效降低等效能耗!因為電機的結構非常簡單,將電流轉化為機械能的過程不受溫度和空氣的影響,也就是不會像內燃機一樣會因低溫冷卻、運動磨損、進排氣等因素損耗掉50%~70%的熱能(動力)。 永磁同步電機轉化過程中的動力損耗可以低至5%以內,異步電機也能控制在15%左右;使用電機驅動等於減少的耗油量,這就是為什麼客車會率先作為公路交通工具使用增程技術的原因,尤其是這些每天都在奔跑的公交車更適合升級。 簡單計算:燃油與電能的換算標准為“1L=3kwh”,電動汽車的平均電耗按照15kwh/100km參考,折算為油耗則低至5L/100km,很多B/C尺寸的汽車也就是這個標准了,而使用內燃機驅動則可以達到15L/100km左右,所以使用電機驅動是肯定節能的。普通家用汽車適應的增程器在發電時可以以中低轉速穩定運轉,狀態就像是“定速巡航”;然而中低轉速的輸出功率即使在發電流程中存在損耗,發電量也可以滿足高效率的電動機驅動車輛正常行駛。這就是增程技術的優勢,2021年預計會有更多的增程汽車出現,因為這種車輛可以不安裝傳統變速箱,相比插電式混動汽車的制造成本更低。 編輯:天和Auto-汽車科學島天和MCN授權發布歡迎轉發留言討論 《增程汽車是很先進的技術嗎?其實火車早就使用過了》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 小編的世界 e4to.com,請記得按讚、收藏及分享!
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