減少交通工具的排放，提高其能源使用效率是世界性難題。經(jīng)過(guò)國(guó)際汽車界多年探索，普遍認(rèn)為，混合動(dòng)力節(jié)能是未來(lái)數(shù)年內(nèi)現(xiàn)實(shí)可行而效果明顯的方法。目前，日本、美國(guó)已在油電混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域推出實(shí)用性產(chǎn)品，通過(guò)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)配合使用，達(dá)到百公里節(jié)油30-40%的效果。但由于要添加特殊的大功率電池和電機(jī)，這種方式仍存在著成本較高、總體經(jīng)濟(jì)性差等問(wèn)題。
變速器系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，也是關(guān)系節(jié)能效果最核心的功能部件之一。在北京市科技計(jì)劃前后二期的支持下，成功研發(fā)出一種采用機(jī)械與液壓技術(shù)相結(jié)合的新型混合動(dòng)力無(wú)級(jí)變速器裝置，在汽車傳動(dòng)與節(jié)能領(lǐng)域取得重大突破。采用該技術(shù)對(duì)兩輛試驗(yàn)樣車進(jìn)行改裝，經(jīng)國(guó)家權(quán)威檢測(cè)部門測(cè)試取得了節(jié)油20.8%-36%的效果，并已成功申請(qǐng)國(guó)際專利。
第一輛樣車，1995年產(chǎn)已行駛30萬(wàn)公里的二手捷達(dá)，1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)，自重1070Kg，經(jīng)北京理工大學(xué)汽車排放質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心測(cè)試，60Km/h，90Km/h勻速油耗僅為百公里4.69L和5.02L。同樣條件下該款新車的公布標(biāo)準(zhǔn)為百公里油耗5.918L和6.618L，改造后老車比新車實(shí)現(xiàn)節(jié)油20.8-24.1%。
第二輛樣車，2006款北京現(xiàn)代汽車廠生產(chǎn)的伊蘭特新車，汽車自重1270Kg，發(fā)動(dòng)機(jī)排量1.6L，經(jīng)清華大學(xué)汽車工程系的國(guó)家安全與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，改裝前該車型在市區(qū)工況下的綜合油耗，自動(dòng)檔百公里10.9L,手動(dòng)檔百公里9.5L。改裝后百公里油耗為6.97L,對(duì)比自動(dòng)檔和手動(dòng)檔分別節(jié)油36.1% 和26.6%。
該款新型混合動(dòng)力無(wú)級(jí)變速器裝置的最大創(chuàng)新點(diǎn)，是在目前的手動(dòng)擋、自動(dòng)檔車型的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出了一種具有獨(dú)特原理的無(wú)級(jí)變速裝置，采用液壓泵/液壓馬達(dá)與機(jī)械行星輪相配合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)和混合動(dòng)力傳動(dòng)節(jié)能兩個(gè)功能。通過(guò)液壓蓄能器回收汽車低速低載和剎車時(shí)被浪費(fèi)的能量，在汽車再次起步或者加速時(shí)再利用，在優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工況提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱轉(zhuǎn)換效率、減少發(fā)動(dòng)機(jī)怠速能耗和汽車滑行能耗、回收剎車動(dòng)能等三方面節(jié)約了能量，提高了能量利用率。該裝備在很多方面具有較強(qiáng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
一是完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該裝置的發(fā)明人已申請(qǐng)了國(guó)際專利PCT，并經(jīng)過(guò)國(guó)際專利檢索機(jī)構(gòu)審查，認(rèn)為完全符合實(shí)用性，新穎性和創(chuàng)造性的要求，在國(guó)際具有獨(dú)創(chuàng)性和完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。有助于避免我國(guó)在油電混合動(dòng)力領(lǐng)域起步晚，存在與發(fā)達(dá)國(guó)家的專利糾紛和沖突的被動(dòng)局面，對(duì)我國(guó)混合動(dòng)發(fā)汽車起到良好的促進(jìn)作用。
二是應(yīng)用方式相對(duì)靈活、便捷。由于該裝置主體尺寸重量小，易于安裝，不需要改動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)安全系統(tǒng)。不但能在新車型上使用，還可以對(duì)老車型進(jìn)行改裝，替換原有的變速箱，升級(jí)為具有自動(dòng)無(wú)級(jí)變速功能的混合動(dòng)力的節(jié)能汽車。而成本和其它自動(dòng)檔變速器相當(dāng)，易于被社會(huì)和市場(chǎng)所接受。
三是成本較低、易于規(guī)模生產(chǎn)。與現(xiàn)有機(jī)電混合動(dòng)力相比，在同等節(jié)能效果前提下，液壓蓄能器體積僅為車用天然氣瓶的1/2以下，損耗低，功率密度大，液壓回收比電能回收效率高，從而能達(dá)到更好的節(jié)能效果，而成本大幅度降低。該裝置使用成熟的液壓和機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備以及能夠反復(fù)充放數(shù)十萬(wàn)次的液壓蓄能器，生產(chǎn)制造難度相對(duì)較低，除控制系統(tǒng)中的集成電路外可全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)。
四是可擴(kuò)展前景良好。隨著未來(lái)動(dòng)力電池技術(shù)在成本和性能等方面取得進(jìn)一步突破，該裝置還可以很方便的集成電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)功能，以低成本實(shí)現(xiàn)機(jī)液電三元混合動(dòng)力。在幾十公里的范圍內(nèi)，基本不用燃油，采用電動(dòng)，百公里駕車成本有望降至到幾元，節(jié)能汽車成為上班族的主要代步工具。
除能夠節(jié)油以外，采用該裝備的汽車將實(shí)現(xiàn)低排放，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在高效低排放區(qū)，降低其運(yùn)行時(shí)的尾氣排放，采用城市低速路況下的雙模式運(yùn)行，既避免了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)駐車怠速高污染也可以消除采用傳統(tǒng)的駐車熄火后發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)帶來(lái)的附加污染。該裝置如能在出租車上首先使用，將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。以出租車每天平均行駛400公里計(jì)算，每車每天可省油10L，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本50元左右，一年以工作350天計(jì)算可節(jié)油3500L，節(jié)省17500元。如果能在全國(guó)的百萬(wàn)輛出租車上推廣應(yīng)用，年節(jié)油價(jià)值將達(dá)數(shù)百億元，同時(shí)有效降低排放。
到目前為止，已經(jīng)完成在北京最普遍使用的車型捷達(dá)和伊蘭特樣車上的節(jié)能效果實(shí)驗(yàn)和自動(dòng)控制，由于處于樣機(jī)實(shí)驗(yàn)階段，該裝置在系統(tǒng)安裝方面還有待于進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。下一步，北京市科委將積極推動(dòng)該公司盡快完成產(chǎn)品的小批量中試，和北汽集團(tuán)等汽車整車廠配合進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)，促進(jìn)該公司與汽車生產(chǎn)廠商、零部件廠商以及投資商進(jìn)行合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化，早日實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，對(duì)北京汽車關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)綠色奧運(yùn)，綠色北京及節(jié)能減排工作發(fā)揮更大的作用。
