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技术创新是公共汽车节能减排的关键


沃夫冈·施哈

王 健


第62届汉诺威商用车博览会期间,德国采埃孚集团客车业务部高级副总裁,采埃孚传动技术(苏州)有限公司董事长沃夫冈·施哈先生与中国城市公共交通学者王健,就节能减排技术与产品进行了一次交流,讨论了全球及中国公共交通车辆的节能减排技术创新与市场发展趋势等问题,记者摘录其中部分对话如下:

王健:看到欧洲众多巴士制造商和部件供应商展出各种节能减排的新技术,不约而同地推出使用混合动力技术的新车型和新产品,请问贵公司的技术发展策略是什么?
施哈:你看得很准, 随着油价的日益攀升,作为降低油耗的有效手段,混合动力技术就显得越来越重要和突出。丰田汽车首先提出混合动力的概念,并推出混合动力乘用车并且取得了很好的市场反馈。在商用车领域,混合动力技术的开发也是百花齐放,许多相关的厂家都在谈论自己产品在节油方面的表现,宣传降低油耗的比例,但很多时候由于评价油耗的标准和基础不同,这种简单的比较意义并不大。
我们的发展策略的出发点是关心与传统的传动技术相比较所降低油耗的绝对值。因为混合动力技术的关键组成部件电池一直是其发展的瓶颈,依赖于电池技术的突破,混合动力成为经济,耐久和可靠的解决方案还有待时日。所以,我们公司在中国的发展策略就是分步地推进混合动力技术。

王健:中国与欧洲的城市公共交通运营情况有很大的差异,采埃孚是全球汽车传动系统及底盘系统领先供应商之一,请问贵公司将采取什么样的产品策略和措施?
施哈:目前,中国的公共交通企业主要使用手动变速箱,我们需要逐步地利用先进的技术和产品来帮助他们提高降低油耗的能力。
首先,我们要从手动换档操作改变为自动化开始,利用机械式自动变速箱和全自动变速箱来降低运营成本,然后推广和传统传动系具有良好兼容性的并联式混合动力系统,最终,和燃料电池等先进技术相结合,使用轮毂电机驱动系统实现能耗和排放的最小化。
考虑到技术发展的渐进性和市场的接受程度,这样分几步发展,而不是简单的一步到位是比较合适的。另外,虽然欧洲和中国的运营条件和客户要求有一些差异,但欧洲的发展经验可以给中国的客户一些启发。目前欧洲的乘客对客车舒适性和噪音水平要求很高,这也意味着驾驶员很难依据以往经验根据后置发动机的声音判断换档时机,而换档时机掌握不好就容易造成油耗和离合器磨损的增加,增加车辆运营成本,因此欧洲客车普遍采用自动变速箱。中国的客车工业发展相当的迅速,我的推荐是长途客运车辆可以采用机械式自动变速箱,城市公交车也可以使用液力自动变速箱或机械式自动变速箱来获得最佳的使用效果。

王健:在公交车辆的传动系统中,影响油耗的因素很多,采取哪些节能减排措施在中国可以产生积极的效果?
施哈:一个经验丰富的驾驶员,在理想情况下可实现最佳的操作,达到最佳的油耗水平。但一群驾驶员会因为操作技能的个体差异甚至情绪的影响,而使得整个车队的油耗水平参差不齐(常态分布),变速箱的智能化换档程序就能保证上述驾驶员对油耗的影响降到最低,实现最佳的燃油经济性。
我认为几乎所有的车辆都有必要配置自动变速箱,目前,在中国公共交通行业低档车辆的保有量高,对燃料总消耗量的影响大,而高档车对驾乘舒适性的要求非常高。因此,不同档次和运营条件的车辆应配置合适的变速箱技术,作为世界领先的传动系统供应商,采埃孚提供包括液力自动变速箱,机械式自动变速箱和机械变速箱在内的全系列变速箱产品,其品质和性能始终保持一流水平。

王健:采埃孚公司从机械变速箱发展到液力自动变速箱,现在又推出自动换档的机械变速箱,其技术发展路线是从低端到高端,再回到中端,它与贵公司的分阶段发展策略是什么关系?
施哈:自动变速箱是相对于手动变速箱而言的,它能自动完成换挡有关的操作,驾驶员只需关注加速、减速和转向这“三要素”,使驾驶任务变得简单,而且保证他们的操作几乎都处于经济的工作范围。
欧洲的公交车辆从手动变速箱直接发展到全自动变速箱,是在20世纪70年代的特殊环境下形成的。当时,公交公司运营推广单人操作(One-Man-Operated):一辆巴士的操作人员从2个人(1个驾驶员+1个售票员)减为1个人(既是驾驶员又是售票员),公共交通协会要求把驾驶员从繁重的车辆驾驶操作中解放出来,这就要求客车制造商和零部件制造商在很短的时间内完成从手动变速箱到自动变速箱的转换。
采埃孚公司很早就开始开发机械式自动变速箱,但由于当时电子技术不发达,很难实现机械变速箱的完善的自动控制和可靠性。随着电控发动机的出现和电子技术发展,机械式自动变速箱在今天才可以大量使用。

王健:我们知道,机械变速器(MT)的优势在于油耗低;自动变速器(AT)的优势在于操作便利,可靠性高,机械式自动变速箱(AMT)的优势又是什么?
施哈:机械式自动变速箱(AMT)继承了机械变速箱结构简单、经济性好的优点,又能够实现全自动化换档,极大地降低驾驶员的劳动强度,同时,优化的换档程序保证优异的换档品质和燃油经济性,并延长离合器使用寿命。

王健:我和中国城市公交行业的专业技术人员一起,在试验场分别试乘和试驾了装备自动变速器(AT)与自动机械变速器(AMT)的巴士与卡车,感觉很好。
施哈:机械式自动变速箱通过附加系统实现机械变速器的全自动换档,优化的换档程序能降低油耗,根据部分客户目前的使用情况来看,相比手动变速器最多能够节油9%,和液力自动变速器相比节油15%。换档过程无需松开油门踏板,操作简单,在任何条件下都能提供“精确”的换档,具有良好的安全性,避免错误换档,提高了离合器使用寿命,保护传动系。
机械式自动变速箱为客户提供自动变速器的便利性、可接受的价格、甚至比手动变速器更好的燃油经济性。采埃孚机械式自动变速箱的价格介于液力自动变速箱和手动变速箱之间。

王健:你认为机械式自动变速箱在中国的市场前景如何?
施哈:在发达国家和地区对舒适性、可靠性要求较高,车辆的使用寿命为15~20年,液力自动变速箱是适用的。而在对车辆购置成本比较敏感的发展中国家和地区例如中国,机械式自动变速箱的前景良好。另外,在中国BRT蓬勃发展,BRT使用的铰接车应当选择液力自动变速箱以适应较大的发动机扭矩和保证较高的换档舒适性,而10~12米的巴士可以考虑采用机械式自动变速箱。

王健:我以为,城市公共巴士采用轮毂电机驱动的混合动力系统将推动行业的车辆技术革命,对贵公司来讲,是否会是产生产品系列的革命性变革?
施哈:采埃孚很早就开始研制油电混合驱动产品,但这项技术直到燃料价格飙升,技术成本不断下降的今天,在公交车辆上的推广才能给运营商带来经济效益,并产生良好的环境效应。
混合动力系统是未来的一个发展趋势,电驱动桥产品以及其他技术方案我们都在研发中。各种不同的混合动力方案,如串联或并联、使用何种电池等,混合动力系统的发展速度和将来的的市场表现现在并不明朗。但可以肯定地说,基于公共交通优先及其对舒适、环保和节约能源等方面的要求,公交车辆一定会是混合动力发展的重点。
混合动力系统的主要优点是降低油耗和排放,特别是对在中心城区运行的公交车辆尤其有意义。这些车辆的运行特征是频繁起步和停车,而发动机停机功能和制动能量回收能节约相当可观的燃油。在车辆短暂停车工况时,发动机停机,并通过电动机快速启动,与现有的车辆相比较,驾驶员在驾驶性能和舒适性方面并不需要额外的操作。
采埃孚的轮毂电机驱动桥已经进入样品阶段,根据客户的系统需求,可以很好的适应相应的混合动力方案的需求。

王健:从采埃孚在中国的实践中,哪些方面与节能减排关联?
施哈:采埃孚的城市公交车车桥系统使中国的公共巴士实现了真正意义上的低地板。虽然没有人计算过低地板技术在北京公交快速交通系统中帮助节省了多少燃油。我们的初步估计是仅在运营车辆停站时间上,低地板巴士可以节省一半的时间。这不但提高了车辆的运营速度,同时在一定程度上也帮助降低了油耗。
另外,正如我前面提到的,我们正在中国大力推广自动变速箱系统(AT和AMT)以适应不同的使用要求。尤其是AMT产品,目前装有采埃孚ASTronic机械式自动变速箱的长途客运车辆已经开始批量运行,实际的数据显示和手动变速箱相比能减低约5%的油耗。匹配采埃孚ASTronic Lite的公交车也即将上路运行。
放眼未来,大家关注的焦点:混合动力技术。在德国纽伦堡,我们与巴士制造商和其他伙伴一起开发的油电混合动力巴士已经运行了一年半,实践显示出它的节能潜力:若纽伦堡市的公共交通公司在将来大量使用这种节能系统,一年节省柴油1万升。在不久的将来,我们的混合动力系统也会进入中国市场,为适应中国政府提出的节能减排的方针作出贡献。


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