■ 下降油耗进步功率的有用手法:进气喷水冷却体系
用于涡轮增压发动机的进气喷水冷却体系是此次宝马2015立异日上发布的另一项重要技能。该体系能够经过将经过准确核算的水喷入发动机的进气歧管和焚烧室中来抵达冷却的作用。尤其是在发动机的负荷较高的时分,实测数据标明该体系能够有用的进步输出功率和扭矩,而且削减油耗、优化二氧化碳排放量。
『宝马M4 MotoGP安全车是宝马首款选用水喷发设备的车型』
首款运用BMW水喷发设备的车型是宝马本年为MotoGP赛事供给的M4安全车,这款车搭载了一台带有M TwinPower Turbo技能和高转速计划的直列六缸发动机,最大输出功率为431马力(317kW),最大扭矩为550牛·米,而归纳油耗却仅有8.3-8.8L/100km,归纳二氧化碳排放量仅有194-204g/km。而在本届2015宝马立异日上,这项技能的准量产版别经过搭载三缸汽油发动机的宝马1系原型车初次露脸。
1/进气喷水冷却体系的作业原理
和咱们曩昔在一些改装产品上见到过的水喷发体系相同,其作业原理相同是将水以极细的水雾方法喷发进入进气歧管,然后运用蒸腾吸热原理来吸收周围的热量,然后将发动机我国的焚烧温度下降约25℃。但不同的是,宝马不只仅将水雾喷入进气歧管,一起还将水雾直接喷入焚烧室,然后愈加有用的为发动机进行降温。
对用户来说,这套体系并不会下降日常驾驭的趣味,反而因为能够有用的下降发动机在高负荷时的热量,所以使发动机的抗爆震才能大幅进步,然后进一步将发动机的压缩比由原先的9.5进步至11,输出功率最多进步10%,而油耗则最多可下降8%。
『水喷发技能的量产化运用在一台搭载三缸发动机的1系原型车上完结』
而对车辆来说,因为热负荷的下降,发动机的活塞、阀门、催化器和涡轮增压器的运用寿命都会大大加强,燃油兼容性也会更好,即便是运用部分国家的95号汽油也能够抵达原先在德国规划时的最佳功率输出,而不必专门为单个区域的燃油质量问题而下降发动机的输出功率。
2/两种不同的喷发方法是一起运转的吗?
之前咱们提到了宝马的这套水喷发体系分为进气歧管喷发和焚烧室直接喷发两种,但这两种喷发并不一定是一起进行的。在发动机转速较低时(并非车速较低时),体系会主要以进气歧管喷发为主,此刻若时选用焚烧室直接喷发的话,依据工程师的描绘,或许会导致焚烧不充沛现象产生,反而进步二氧化碳的排放。
而当发动机负荷较高时,体系就会自动启用进气歧管和焚烧室双喷发技能,原因是单靠进气歧管喷发的话,因为进气歧管抵达焚烧室的间隔较长,水雾在抵达焚烧室之前就现已彻底被蒸腾,降温的功率并不如人意,所以要选用焚烧室直接喷发。
『只要发动机负荷较高时才会启用双喷发方法』
那么焚烧时直接喷发为什么不会导致发动机熄火?这和咱们印象中的发动机进水有什么不同呢?本来差异就在于水雾并不是以独自的喷嘴射入发动机焚烧室,而是在喷发之前,先有一个将经过准确核算的水和汽油混合的进程,然后将混合液体雾化之后再喷入焚烧室。那么因为焚烧室内的温度极高,所以在雾化的液体进入焚烧室并被点着之前,其间的水雾部分就现已被蒸腾了,所以实践上并不会对发动机的运转有任何负面的影响。
3/水喷发体系的“水”从哪里来?是否需求加水?
答案很简单:首要是空调冷凝水。为什么说“首要”是空调冷凝水呢,因为您也有或许需求自助去加水,当然加的有必要是蒸馏水,而不能够是含有矿物质的自来水或是矿泉水。
从宝马官方给出的数据来看,这套进气喷水冷却体系在量产后扫除极点气候条件外,在日常行进的大部分状况下都不需求加水,车载的水收回体系足以完结自给自足,因为蒸腾而进入空调设备的水会被搜集起来贮存在一个独立的容量为5L的储水罐中,而即便在德国不限速的高速公路上疾驰,这套水喷发体系的耗水量也只是只要0.1-0.8L/100km左右。
『日常状况下驾驭者简直不必考虑自动灌水,仅靠空调冷凝水就足够了』
通常在夏天,因为车表里的温差较大,所以水收回体系的作业功率较高,而在冬季极为枯燥的条件下,车主才有或许被逼为水喷发体系进行加水操作。另一方面,每次发动机停机之后,水会从管道体系中被抽回到现已做了防霜冻处理的水箱中,然后防止体系组件结冰或是导致发动机锈蚀。
■ 和丰田一起研制的效果:氢动力燃料电池技能
大概在30多年前,宝马就现已开端了将氢气作为能量载体的研讨,2006年的时分品牌推出了首款量产的可用于日常驾驭的氢动力豪华轿车7系Hydrogen,定量100台。不过在其时,氢燃料仍是以液态的方法贮存于燃料罐中,而且V12双燃料发动机直接焚烧氢燃料来获取动力。而经过了超越15年对氢动力燃料电池的研讨之后(氢气并非再用于发动机直接焚烧,而是转化成电能贮存在蓄电池中并驱动电动机),宝马总算在这一技能范畴中寻得了最佳的协作伙伴——丰田,并在其展开上起到了路程碑式的打破。
『宝马2006年的时分就推出了氢动力的7系Hydrogen,定量100台』
在此次宝马2015立异日期间,宝马初次展现了集团在氢动力燃料电池驱动范畴的研制效果,其包含两台以5系Gran Turismo为蓝本的原型车和一台仅用作实验的依据宝马i8打造的超级跑车。有关后者,现在仅有的数据标明该车最大功率抵达256马力(188kW),其他数据一概不得而知,而且宝马官方也证明了该车仅为i系列的实验用车,不会量产。
1/什么是氢动力燃料电池车?
氢动力燃料电池电动车(Fuel Cell Electric Vehicle)简称为FCEV,这项技能是将储氢罐中的气态氢转换为电流和水蒸气,然后运用电流来驱动电动机,这也是它和曩昔直接将液态氢焚烧然后驱动车辆的氢动力轿车最大的不同。现在现已量产并上市的氢动力燃料电池电动车仅有丰田Mirai一款,可是考虑到品牌定位的差异,宝马的氢动力燃料电池车产品会需求更多的研制时刻以寻求获取更好的产品质量。
『丰田Mirai是现在仅有现已量产的氢动力燃料电池电动车』
2013年年头,宝马集团和丰田轿车正式到达战略协作关系,这一协作也正式为了FCEV驱动技能的研制而来。最初的协作方针是在2020年之前完结第一批经过查验的组件,现在看来这一步的进展已行将完结。此外,成功推出FCEV量产车的前提条件陈词滥调,仍是要在市场上推进氢动力基础设施的建造,这也是宝马集团和丰田轿车要在接下来一起拟定职业技能规范来推进展开的要点方向。
2/宝马的氢动力燃料电池技能包含哪些组成部分?作业原理?
一台功率为245马力(180kW)的电动机、作为暂时存储器的高功率电子转换器以及高压蓄电池,这些很简单了解。前轴和后轴之间的管型氢气存储器是整套体系的一大难点,活动上推出的两台依据5系Gran Turismo别离搭载了契合全球工业规范的依据CGH2 700bar压力的储氢罐以及宝马自在专利的CCH2低温350bar压力存储罐技能的储氢罐,前者能够存储710kg的气态氢,而后者仅能够存储350kg气态氢。
据了解,宝马的下一步会将FCEV产品悉数换成依据CGH2 700bar压力的储氢罐。依照官方标称的燃料耗费量核算,现在宝马的FCEV产品氢燃料耗费量为1kg/100km,最大续航路程为710km。
另一个技能难点则是燃料电池仓库,其间心则是特别的“电解质薄膜”。在FCEV产品中,氢燃料并不是运用焚烧来获取能量的,而是运用氢气跟氧气在化学反响进程中的电荷转移来构成电流的。用来拆分氢气的“电解质薄膜”也是燃料电池研讨范畴金字塔顶端的技能壁垒。
『燃料电池仓库是最顶级的技能,宝马与丰田协作后,丰田供给该组件』
因为氢分子的体积十分小,能够透过“电解质薄膜”的细小孔洞游离到对面去,在这个进程中,两边的电极板会将氢气拆分红带正电的氢离子和电子,将氧气拆分红带负电的氧离子和电子,电子在电极板之间构成电流,两个氢离子和一个氧离子结组成水,这便是反响的废弃物,而这一整套运转的逻辑,便是发电的进程。
宝马FCEV的整套燃料电池仓库每一个均由200-400片“电解质薄膜”组合而成,每片的储电才能为0.52kWh,其总成正是由丰田出产,考虑到丰田仅在燃料电池仓库技能上就阅历了十几年的技能优化,其现在的产品现已比2008年推出的产品在发电功率上足足进步了2.2倍,抵达全球顶尖水平,因而直接以协作方法选用丰田的产品无疑是正确的挑选。
3/充气方法及功率?
现在宝马具有自主研制的全球仅有的一台移动氢燃料加注站,相同能够经过CGH2规范700bar压力对FCEV产品进行燃料加注,整个进程被操控在5分钟之内。现在全世界已有多个国家现已树立了数量相当可观的加氢站,但其间的大部分仍为CCH2规范的300-350bar加注压力。在这些国家中日本是毫无疑问的最活跃者,其在2015年现已树立了100座加氢站,而在2025年,全日本的加氢站数量更是要抵达800座之多。
『宝马具有全世界仅有一座移动式700bar CGH2等级快速加氢站』
我国市场上,加氢站建造的决议权现在依然在“两桶油”手上,依据宝马官方的介绍,现在和我国政府的洽谈正在继续展开中。早前我国当局现已决议树立加注压力为350bar的CCH2规范加氢站,但因为看到国际上职业局势均向着更高的CGH2 700bar压力规范展开,遂已决议将来直接建造700bar压力的加氢站,而且从2020年起逐渐展开加氢站的建造作业。
4/未来的展望:便是单一产品,也是车辆架构之一
现在宝马的氢燃料电池驱动技能仍在继续研制中,详细量产车型的上市时刻依然遥遥无期,更实践的来说,这项科技对宝马而言依然能够看做是一项技能储备,是其“高效科技”战略中的重要一环。未来宝马或许会推出和5系Gran Tourismo原型车相同的FECV产品,并不选用传统的内燃机,彻底以氢燃料电池驱动车辆行进,这已是可预见的。
之前提到过此次推出的依据i8所打造的FCEV超跑车型,尽管作为实验性产品并不会量产,但这也预示着宝马氢燃料电池驱动未来相同会作为一个独自的组件来强化现有的车型,就和插电式混合动力体系相同。从官方供给的信息来看,具有这项技能的混合动力车型会带有一组1000kWh的高压蓄电池作为暂时存储器,而在和传统的插电式混合驱动计划比较,氢燃料电池驱动技能在体积上更占优势,而且其零排放的续航路程能够更长,称得上是最高效环保的混合动力解决计划。