研发节油50%的卡车 谈美国超级卡车计划

【卡车之家 原创】2009年美国能源部宣布，为了引导重卡制造商提高车辆燃油效率，美国准备在2010-2015年投资2.7亿美元用于研发比原有卡车油耗低50%、发动机热效率提高到50%、排放标准高于欧六的“超级卡车”计划。马克、彼得比尔特、沃尔沃、纳威司达、康明斯、戴姆勒底特律柴油机厂等企业参与了该计划。在该计划进行期间，美国在发动机及整车技术领域等方面都取得了重大突破，进而直接促使了美国政府通过第二阶段温室气体排放限值法规，同时为美国的运输业带来了巨大效益。

在美国，卡车运输承载着道路物流运输的主要职能。据统计8类重型卡车（最大总质量超过15吨的车）运送了美国70%的物资，但同时也消耗了美国80%左右的柴油。因此卡车油耗的控制对于美国节约物流成本和石油资源至关重要。美国在2010年1月1日开始实施的EPA2012法规，规定的卡车排放标准比欧六都严格，堪称目前全球最严的排放法规。“超级卡车”计划在这样的背景下诞生，并力图继续降低美国重型卡车的油耗和排放，为更进一步的排放标准的实施打下基础。

在2010年，美国市场上主流发动机的热效率大多数只有40%，60%左右都在热能转化过程中丢失了。而按照能源部的要求，加入该计划的企业五年内要降低车辆总体油耗50%，其中整车油耗降低30%，发动机油耗降低20%，发动机热效率达到50-55%”，同时还要符合美国EPA2012法规严苛排放要求。

●  纳威司达参与超级卡车计划 明确整车和发动机的研发方向

美国的超级卡车计划可以理解为美国能源部出资45%，卡车和发动机企业出资55%，由参与该项目的企业分别进行技术研发。我们以纳威司达的超级卡车研发项目为例进行解读。

2009年，纳威司达被能源部指定为“超级卡车”合作公司之一。根据双方协议，能源部和纳威司达以及其供应商伙伴将分别出资3700万和5200万美元作为研究经费,重点围绕卡车空气动力学，发动机燃烧效率，废热回收，混合动力等方面开展创新性研究。

1.美国能源部授予纳威司达，进行提高长途重卡燃油效率技术示范项目。

2.项目期限：5年。

3.项目费用：约8900万美元，美国能源部费用分担45%。

4.项目目标：卡车整体油耗降低50%，其中30%整车技术，20%发动机技术，发动机热效率50—55%。

在整车油耗改进方面，纳威司达确定了四个方向。一是混合动力，主要是双模深度混合，车辆既能以纯电动模式行驶，也能在纯电动与混合动力模式之间自由转换；二是传动系统优化；三是轻型材料的更多应用，比如复合材料在驾驶室与挂车上的采用、合金材料在轮毂和车轮上的应用等。

第四个方向是空气动力学优化，这也是纳威司达的重头戏。雷宁告诉记者，当重型车辆在高速路上以85km/h匀速行驶时，空气流动阻力所导致的燃油消耗，占到了总驱动能耗的50%。为此，纳威司达正在设计的未来概念车，将在外形的空气动力优化上有突破性的进展，它不但改进了牵引车的细节设计，使其更富流线型，还将实现牵引车与挂车的一体化设计。“根据我们的实验，减少牵引车与半挂车之间的空隙，能降低整车2%的额外油耗。在挂车上应用裙板和整流罩，能够减少11%的油耗。”

在发动机热效率提高方面，也有四个发展方向。一是改善发动机进气效率，提高燃油品质；二是改善发动机的燃烧效率；三是改进发动机结构设计，进一步提高电控管理系统的精确性；四是研发废热能回收技术。发动机做功的过程实际上就是热能转化为机械能的过程。在这个转化过程中，很多热能被无效浪费了，因此，废热能回收技术，恰恰就是要解决这个问题，从而提升发动机的热效率。

●  康明斯联合彼得比尔特 第二代超级卡车油耗21.98升

作为美国能源部“超级卡车”项目中的成员，彼得比尔特一直专注于寻求提高牵引挂车货运效率的解决方案。彼得比尔特总工程师其第一代“超级卡车”概念牵引式挂车油耗达到近10英里/加仑（23.5L每百公里）的水平，并预计在2014年第一季度就绪的第二代卡车将会有更好的性能。需要指出的是，美国的荷定载重质量比国内要低。

2014年2月康明斯和彼得比尔特周二联合宣布，他们的最新版超级牵引车在实际驾驶条件下油耗达到21.98升/百公里的记录。和2009年的基本车型通过实验对比，该车增加了75%的燃油经济性、温室气体排放减少了43%，24小时货运效率提高了86%。

这台彼得比尔特579型牵引车搭载了一台康明斯ISX15型发动机，在丹顿至德克萨斯及弗农至德克萨斯间得到了最佳的成绩。而两年前在这条312英里的路线上，首个版本的康明斯彼得比尔特超级卡车的平均油耗为百公里23.5L。

该测试实在在两条线路上往返进行的，可以排除通过单程获得顺风情况节油的状况。每台牵引车总重量为29.5吨，以103公里/每小时的速度在丹顿至孟菲斯、德克萨斯间运行也同样验证了车辆的燃油效率得到了提高。

康明斯和彼得比尔特表示，除了减少燃油消耗外，发动机系统效率的改进也进一步减少了二氧化碳等温室气体的排放，该项目的目标是发展高效清洁的柴油发动机，配合先进的废热回收系统、气动式牵引车和挂车组合等技术降低燃油消耗，利用新型电器系统减少发动机的空转。该超级卡车还改进了底盘，对车辆进行了空气动力学优化，同时挂车采用更轻量的组件也能增加货运效率。

●  北美戴姆勒超级卡车燃油经济性提升了50% 提前一年完成目标

2014年6月戴姆勒北美卡车公司表示，通过与项目合作伙伴的共同努力，他们共同设计的8级重型超级卡车的整体货运效率比2007年的基础车型提升了50%。尽管提前一年达成了目标，但是在接下来的一年，他们将会继续想办法提高运输效率。

据悉，戴姆勒北美卡车公司做了一系列的测试，其中在俄勒冈州和德克萨斯州有两种不同的公路路线，在这种情况下的燃油经济性分别提高了52%和61%。

●  超级卡车计划成就斐然 美国再一次缩紧油耗和温室气体排放标准

2014年2月18号，美国总统奥巴马在马里兰州的一处配送中心宣布，联邦政府将进一步收紧对中型和重型卡车的燃料效率标准，以应对气候变化和刺激国内生产。

奥巴马要求美国环保署和交通部2015年3月前起草一份法令，再一次提高油耗和温室气体排放标准，法令2016年3月生效。美国环保署和交通部会和行业相关方共同合作，以测算所节省燃油和减少的排放。

●  编后语

正所谓“他山之石，可以攻玉”，反观中国，随着能源危机愈演愈烈，随着中国汽车燃油消耗量的越来越大，随着中国重型商用车的保有量越来越大，随着中美双方汽车技术交流的扩大，我们的政府相关管理部门是否可以参考借鉴美国能源部的超级卡车计划，采取更多市场手段、鼓励手段与补贴手段，来推动中国重卡产业链的技术进步？中国是否也可以推出一个“超级卡车计划”，由政府、企业和研究机构来共同推动卡车的节能减排呢？（图/文 钟丹军）

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