[汽車之家 改裝賽事大講堂] 各位,你覺得賽車到底有什么意義,?或許在環(huán)保主義者口中你已經(jīng)聽說過關(guān)于“叫停賽車運(yùn)動(dòng)”的倡議,,大概意思是說賽車只是無意義地在賽場(chǎng)里轉(zhuǎn)圈圈,毫無意義地浪費(fèi)燃油,,殊不知賽車運(yùn)動(dòng)除了廠商宣傳的平臺(tái)以外,,更是汽車新技術(shù)研發(fā)中不可或缺的驗(yàn)證平臺(tái)。許多現(xiàn)在普遍使用的技術(shù)都是最早在賽場(chǎng)上得到驗(yàn)證和完善,,待到成熟之后才應(yīng)用到量產(chǎn)車領(lǐng)域的,。渦輪增壓如此,電控燃油噴射如此,,就連看似普通的發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋都是誕生于賽車場(chǎng)上,。這次我們來討論下賽車對(duì)于量產(chǎn)車的另一個(gè)技術(shù)貢獻(xiàn),兼顧性能和環(huán)保的ERS(能量回收系統(tǒng)),。
幾年前,,汽車廠商掀起了“渦輪復(fù)興”運(yùn)動(dòng),使用很小的排量實(shí)現(xiàn)高效的大功率輸出,。這個(gè)趨勢(shì)在近幾年增長(zhǎng)迅速,,從高端品牌到低端廠商都在宣傳他們新的渦輪增壓技術(shù),宣傳重點(diǎn)自然是更環(huán)保,、更高效,、更富有動(dòng)力性。WTCC世界房車錦標(biāo)賽,、WEC勒芒系列耐力賽等高端賽事紛紛向小排量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)型,;民用市場(chǎng)方面寶馬M、奔馳AMG,、法拉利等頂級(jí)運(yùn)動(dòng)車廠商已經(jīng)紛紛推出搭載渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高性能產(chǎn)品,。
現(xiàn)在就連F1一級(jí)方程式賽車這種頂級(jí)汽車賽事也已經(jīng)開始使用1.6L V6渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。誰(shuí)都知道大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的聲浪更好聽,,功率也并不遜色,,讓它們不得不皈依渦輪的主要原因就是向環(huán)保妥協(xié),。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)不增加排放前提下的性能提升,賽車搭載了新一代的ERS能量回收系統(tǒng),。
今年F1使用的1.6升V6渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),,輸出功率大約在550-600匹馬力的水平,可謂是小排量,、大力道,。新結(jié)構(gòu)的ERS能量回收系統(tǒng),分為KERS(動(dòng)能回收)和TERS(熱能回收)憑借電動(dòng)馬達(dá)回收剎車和排氣的能量,,并在需要時(shí)重新輸出到車輪上,,使得總功率可以提高到大約750馬力,和之前2.4升V8發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不相上下,。這意味著燃燒效率提高了40%,,一度讓環(huán)保人士詬病的一級(jí)方程式運(yùn)動(dòng),從此有了一個(gè)更加“環(huán)�,!钡男旅婵�,。
● KERS動(dòng)能回收系統(tǒng)
KERS動(dòng)能回收系統(tǒng)在上一代F1發(fā)動(dòng)機(jī)上就已經(jīng)存在了,大概結(jié)構(gòu)是一臺(tái)電動(dòng)/發(fā)電機(jī),,一個(gè)高能蓄電池組和一個(gè)控制模塊,。那么在動(dòng)能回收系統(tǒng)中,最初始的“動(dòng)能”都是從哪里來呢,?每當(dāng)賽車在制動(dòng)時(shí),那些讓剎車盤變得滾燙,、升溫至動(dòng)輒上千℃的能量就是源泉,。如果沒有KERS系統(tǒng),它們么能會(huì)被無端浪費(fèi)在剎車盤上,。
KERS系統(tǒng)使用一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)連接,,還有發(fā)電機(jī)連接在傳動(dòng)軸或發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上,在車輛減速的時(shí)候,,將本會(huì)轉(zhuǎn)化為熱的能量變成電能,,儲(chǔ)存在電池組里,這些儲(chǔ)存起來的電能可以通過電動(dòng)機(jī)重新用于加速,,在電動(dòng)機(jī)和汽油機(jī)的聯(lián)合運(yùn)作下,,車子的直線動(dòng)力性能會(huì)有質(zhì)的提高。要記住,,幫助你加速的這些能量是從車輛前進(jìn)動(dòng)能中獲得儲(chǔ)存起來的,,并沒有使用其它的額外資源,也就是將本來可能會(huì)浪費(fèi)掉的的能量有效利用起來,,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保和性能提升,。
目前大部分F1的KERS系統(tǒng)都使用高壓鋰離子電池作為儲(chǔ)能單元,,在快速充放電時(shí)電池會(huì)大量發(fā)熱,過熱的鋰電池功率會(huì)產(chǎn)生衰減,,還可能會(huì)導(dǎo)致電池的損壞,,于是散熱成了KERS系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)之一。因此在寶馬和豐田的賽車上都使用了超級(jí)電容來代替電池組,。
還有一種思路是飛輪動(dòng)能儲(chǔ)能方式,,這種方式廣泛應(yīng)用在勒芒賽車上。它使用一個(gè)超高速旋轉(zhuǎn)的飛輪以純動(dòng)能的方式儲(chǔ)存能量,,在需要時(shí)以動(dòng)能轉(zhuǎn)換電能的方式釋放,。
這樣的優(yōu)點(diǎn)是沒有了鋰電池的化學(xué)儲(chǔ)能過程,也不需要生產(chǎn)在制造過程中會(huì)產(chǎn)生污染的鋰電池,,不過就目前技術(shù)來看,,飛輪儲(chǔ)能和超級(jí)電容的能量存儲(chǔ)量還不能和鋰電池相比較。
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