快速提高每加仑行驶里程 - 彭博社
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创纪录的高油价改变了美国汽车市场的游戏规则。在卡特里娜飓风后的价格飙升之后,早在今年初——当时汽油价格仍低于每加仑3美元——开始远离耗油车的趋势可能会变成一场狂潮。东京、斯图加特和底特律的高管和工程师面临着新的商业迫切性:快速推出更高效的车型。
这是可能的。而且这不需要氢燃料电池、第二代混合动力车或其他需要多年才能规模化的尖端选项。汽车制造商拥有一套经过充分演练的技巧,可以轻松整合到今天的设计中。将它们结合起来,有潜力实现里程革命。“很少有汽车制造商愿意将这些东西结合起来,”华盛顿非党派倡导组织关心科学联盟的研究主任大卫·弗里德曼说。
关键在于整合各种现成技术,以制造更轻、更具空气动力学的车辆,配备更智能的发动机和变速器——而不牺牲速度、安全性或车辆尺寸。听起来可能不切实际,但根据UCS在2003年和国家科学院在2002年的研究,合理成本下有可能实现高达30%的里程提升。运动型多用途车和卡车将受益最大,但轿车和小型面包车也有改进的空间。
买家已经开始用他们的钱包投票。八月份——在卡特里娜飓风之前,尽管美国汽车制造商在夏季进行了“员工折扣”的促销——大型SUV和卡车的销售份额下降了两个百分点,降至3.8%。埃德蒙兹公司的高级分析师杰西·托普拉克说:“在如此短的时间内找到如此快速的下降是很困难的。”与此同时,紧凑型汽车的销售份额从14.5%上升到17%。他补充道:“随着消费者的重大转变,汽车制造商将不得不专注于将现有技术与优化油耗相匹配。”
国外的趋势也在施加压力。中国、日本和欧洲的监管机构继续提高油耗标准。事实上,在皮尤全球气候变化中心于2004年进行的一项研究中,规范了主要汽车市场的油耗规则,美国的规则排名垫底,随着海外计划中的提高生效,这一差距只会扩大。如果汽车制造商不满足这些标准,将会影响未来的销售。例如,中国注定将成为世界上最大的汽车市场,而底特律希望在其中占据一席之地。然而,北京最近公布的油耗目标比今天的美国水平高出22%,到2008年时应该还会严格35%。
对于渴望满足经济型客户和监管机构需求的汽车制造商来说,有很多选择。以下技术可以在不牺牲尺寸或安全性或不花费过多的情况下提高油耗。
1 更轻的材料 每减少10%的重量,油耗大约提高5%。一种方法是将车身和框架元素结合成简化的“单体结构”。这可以提高8%的油耗。为了获得更大的收益,一些公司正在用更昂贵的铝或高强度钢替代。这些材料现在更多地用于提高性能而不是效率。福特汽车公司的捷豹部门通过在框架中使用铝材,减轻了XJ轿车超过400磅的重量。这使得较小的发动机在与竞争轿车保持同步的同时,获得了更好的油耗。结合这两种方法,尽管不便宜,但理论上可以在不到1000美元的情况下将SUV的油耗提高多达30%,UCS估计。
2 减少阻力 摩擦是油耗杀手。首先,轮胎与地面之间存在滚动阻力。保持轮胎适当充气是提高油耗的最简单方法之一,最多可提高3%。在福特-福斯通丑闻后,远程轮胎传感器的引入将有所帮助,改进的轮胎设计也能在不牺牲舒适性的情况下以更高的压力运行。
即使是对空气动力阻力的轻微减少也能带来好处。本田汽车公司的(HMC)Pilot SUV几乎和轿车一样流线型,这在很大程度上是因为本田重新排列了组件以平滑其底部。这一改变成本低,因为没有涉及新材料。由于即将推出的小型低成本摄像头和车内显示器,去掉侧视镜也是一种可能性。根据UCS的估算,花费180美元,SUV的阻力可以减少到足以提高油耗6%。
3 更智能的发动机 发动机仍然是汽车的心脏——并且仍然是潜在的大效率提升来源,即使经过一个世纪的演变。今天的发动机是数字控制的奇迹,由传感器和电子设备提供服务,专注于提升性能。日本汽车制造商在高科技推动方面处于领先地位,采用先进的气门正时控制技术,微调氧气和燃气流入气缸的量。在其旗舰发动机的最新调整中,本田的i-VTEC提高了6%的效率。
美国汽车制造商正在从较旧的“推杆”发动机设计中挤出节省。通用汽车(GM)和克莱斯勒集团(DCX)都销售在高速行驶时关闭不必要气缸的车型,因为此时保持巡航所需的动力较少。对于通用汽车来说,这种方法在每辆车的估计成本为50美元的情况下,提升了约5%的燃油效率。
4 启动发电机 当汽车发动机在停车时怠速时,大约有15%的燃油被浪费。通过依赖超快速传感器和控制器,燃油发动机可以在怠速时完全关闭,并比驾驶员从刹车踏板移动到油门踏板的速度更快地重新启动。关键是一个“启动发电机”电动机,它将发动机旋转回速度。通用汽车将这项技术应用于其GMC Sierra和Chevy Silverado混合动力皮卡,贡献了约10%的燃油经济性提升。
5 六速变速器 每增加一个档位,发动机达到最大效率的速度范围就会扩大。因此,虽然4速变速器不错,但5速更好。甚至6速变速器也不再是稀奇事。Edmunds.com的Toprak表示,市场上不太可能出现超过六个档位的变速器,但从4速到6速的转换可以带来高达7%的燃油经济性提升。随着生产量的增加和成本的降低,6速变速器将成为常态。
这些选项都不是万灵药。再说,寻找单一的魔法解决方案来节省燃油只会延迟渐进式创新的采用。如果这些技术的组合能够实现30%的燃油经济性提升,那么目前每加仑15英里油耗的SUV很快就能达到19.5英里每加仑。以每加仑3美元的油价计算,这一差异将使一年的15,000英里行驶成本减少700美元。消费者正在计算这种节省的价值,并表现出愿意提前为此付费。
作者:亚当·阿斯顿,纽约