鲜为人知的汽车黑科技,看完装逼都不虚

2016/5/21 23:18:34文章来源:12缸汽车编辑:陈毅忞浏览:
从汽车诞生到现在,其间不乏一些颠覆传统的创意被付之于行动,产生了不少黑科技。毕竟,没人规定汽车就一定是使用活塞式内燃机为动力、通过变速箱传动、靠着四个轮子行驶的交通工具。缸哥认为,无所谓权威,颠覆传统需求突破,这正是汽车的魅力所在。

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汽车不同于我们平日所见的其它工业制品,它涉及的科技领域可谓包罗万象,机械学、金属学、流体力学、热力学、电子科学、光学、传热学、人机功能学等各类细分科学领域都在汽车上有所应用。

从汽车诞生到现在,其间不乏一些颠覆传统的创意被付之于行动,产生了不少黑科技。毕竟,没人规定汽车就一定是使用活塞式内燃机为动力、通过变速箱传动、靠着四个轮子行驶的交通工具。缸哥认为,无所谓权威,颠覆传统需求突破,这正是汽车的魅力所在。


 燃气轮机汽车


说到涡轮汽车,想必现在的车友们想到的都是发动机上带的涡轮增压器的汽车。而缸哥这里要说的涡轮汽车,是实实在在的搭载涡轮发动机(燃气轮机)的汽车。早在1963年那个肌肉车横行的年代,克莱斯勒不拘一格地推出了首辆由燃气涡轮发动机驱动的概念车,名为Turbine。我们都知道燃气轮机在坦克、直升机、轮船上都有广泛的应用,但在汽车上,Chrysler Turbine cars是当之无愧的先驱者。很可惜的是,因为技术难以突破,这个项目在1977年终止了。



当然,后续也有其它的燃气轮机驱动的概念车/赛车诞生,比如1967年的一台参加印第安纳500的赛车就搭载了普惠公司的550马力的涡轮发动机,还差点夺冠。



前两年捷豹推出的C-X75概念车也采用了燃气轮机为动力,但并不直接驱动车轮,取而代之的是为电池组供电,并通过四台电机驱动四个车轮。



今年的日内瓦车展上,有一家名叫泰克鲁斯腾风(Techrules)的中国公司推出了一款电动概念超跑,采用的是航空动力增程式电驱动汽车技术,Turbine-Recharging Electric Vehicle,简称TREV技术,这完全是源于我国航天科工自行研制的新一代微型涡轴发动机。



或许,在电动汽车成为大势所趋的现在,热效率更高的车载燃气轮机技术能迎来新的春天。


转子发动机


当然,除了燃气轮机,汽车搭载过的非活塞式内燃机还有一种,那就是转子发动机。



这玩意在1951年由德国人Felix Wankel加入NSU(后来成为奥迪的一部分)后所发明,所以转子发动机也被称为汪克尔旋转式活塞发动机。在当时这项技术问世的时候,由于其超高的高马力容积比、高输出转速、体积小、质量轻、振动小等优点,有十余家著名车企(包括雪铁龙、劳斯莱斯、通用等)的在这项技术上付出了很多努力。



其中最出名的当属奔驰的C111试验车,借助其搭载的370马力、0.6L排量的M950F四转子发动机,成为了第一辆车速接近300km/h的转子发动机汽车。但很可惜,奔驰依旧没能将这项技术推向“巅峰”,经过二十余年的挣扎还是没能实现量产。



转子发动机真正的辉煌要从1961年马自达高价从NSU收购转子发动机专利技术说起。欧洲人没能实现的事情,到了日本人手上却将其发展到了真正的巅峰。前年北京车展上,马自达展台的一辆并不怎么引人关注的原型赛车正是这一辉煌历史的见证者——787B。



1991年第59届勒芒24小时耐力赛上,搭载了R26B型4转子自然进气发动机的55号车马自达787B一举夺得了C2组冠军,成为了史上唯一获得勒芒冠军的非活塞式内燃机车。并且因此,国际汽联在1992年的勒芒赛上将此组别取消,且命令禁止转子发动机车型参赛。



而民用车方面,马自达更是早在1967年正式量产了其首款搭载转子发动机的Cosmo车型。随后的马自达RX-7跑车更是成为了一代传奇。而在RX-8后,因为转子发动机寿命受限、维修成本高、油耗高等先天缺陷,至今尚未出现新的量产型转子发动机车型。



但是,在去年东京车展上,马自达带了了全新的搭载转子发动机的RX-vision概念车,这让转子迷们再次燃起了希望。不过,该车型目前尚无量产计划,但是相信如果量产的话,马自达必定会在转子发动机技术上有全新的突破。


无变速箱的汽车


既然汽车发动机不一定要用往复式活塞内燃机,那么变速箱呢?是不是就只有MT、AT、CVT、AMT、DCT这几种呢?柯尼塞格的工程师团队用实践给了我们一个出乎意料答案——汽车为毛一定要有变速箱?!



去年3月日内瓦车展上首发的柯尼塞格全新顶级超跑Regera就使用了一种被称为KDD(Koenigsegg Direct Drive,科尼塞克直接驱动)系统的传动系统替代了传统的变速箱。



这个KDD系统的动力源自一台1115马力、1250N·m的5.0L双涡轮增压V8发动机,通过一个液压多片离合器直接与固定速比为2.85的主减速器相连。同时,Regera还是“非典型混合动力”车型,因为它拥有三台电机,其中两台电动机位于后桥左右半轴,直接驱动车轮;另一台电动机位于发动机前端,与发动机曲轴相连,用于补充发动机的动力输出、发电、起动发动机以及倒车。



至于“直接驱动”带来的强大扭矩,Regera则采用了一台液力耦合装置来在50km/h以下时及时调整发动机曲轴和车辆后轴之间的转速差。

结论是,Regera成为了一台综合最大功率超过1500马力、最大扭矩超过2000N·m、极速超过400km/h的没有变速箱的怪物超跑……


 马自达的启停技术i-stop系统


近年来,为了节能减排,越来越多的车型上配备了自动启停技术。简单来讲,就是在车辆行驶过程中临时停车的时候一直踩刹车,发动机就能够自动熄火;当松开刹车或踩下油门时,发动机立刻自动起动。



然而除了马自达外,其它车企的自动启停系统的原理基本都是:传感器发现车辆减速到静止之后,通过制动踏板传感器推测出驾驶者的意图和停车时长,静止时间超过一段时间(通常是数秒)后,引擎供油系统停止工作,引擎熄火;而当驾驶者松开制动踏板重新准备起步(对于手动挡车型来说,ECU靠感知驾驶者踩下离合踏板来推断汽车将再次起步),引擎重新被启动。


虽说这套系统确实有省油的效果,但是也有其无法避免的弊端,比如启动是振动、声响较大,电池电量低时该系统将失效等。而马自达的i-stop却从根本上解决了这些问题。

与其它厂家的自动启停技术原理不同,马自达的i-stop在自动启动点火时,主要依赖的并非启动电机,而其熄火时也有别于正常的熄火停机。



在检测到车辆减速到禁止时,ECU会控制发动机的停机相位,也就是然发动机在熄火时恰好处于某一气缸刚好完成压缩冲程的时候。这时电子节气门将关闭来保证进气歧管的真空吸力以及发电机发电时的反拖阻力来让曲轴禁止。接下来要再次启动时,只要启动电机推动曲轴再转一小点角度,喷油、点火就能依靠气缸的做功冲程让发动机重启了。

通过这样的原理,就能克服启停系统单靠启动电机发动,耗电量过大的问题,亦减轻了引擎启动时的噪声和震动,启动时间也将有效缩减。


直接水/醇喷射系统


汽车发动机冷却直接影响到汽车发动机的工况,简单来讲,散热越好,性能越强。而直接水/醇喷射系统则能给汽车发动机大幅“降温”。这套系统一般就是将水/甲醇/乙醇通过喷头喷射进气缸内部,利用蒸发原理来达到很好的散热效果。除了散热很牛逼,这套系统还能增加压缩比、有效控制进气温、减少发动机爆震发生的可能性。近几年很多欧系改装车都采用了这项黑科技。




而BMW打算将这一改装界的黑科技放到量产车上!在去年BMW发布的全新1系原型车上,正式搭载了直接睡喷射系统。借助这套系统,可以将发动机的燃烧温度降低约25°,功率可提升10%,实际的燃油消耗减少8%。据悉,BMW还打算在更多车型上搭载这套系统,从而开启一个内燃机冷却系统的新纪元。



无GPS的车载导航


车载导航,大家脑袋里蹦出的第一个英文单词是啥?GPS!没错,现在的车载导航基本都是基于GPS(Global Positioning System全球定位系统)技术的产品。然而,早在GPS这玩意还没正式投入民用的时候,就有过不靠卫星定位的车载导航。



1981年,本田和阿尔派公司合作推出的世界上第一台车载导航系统Electro Gyrocator,并将其搭载在第二代本田雅阁轿车上。与现今的卫星定位导航原理不同,Electro Gyrocator的地图还是卡片式地图,并利用一项古老并且沿用至今的技术——gas-rate gyro sensor(气体速率陀螺仪传感器)来给车辆定位。


其所使用的陀螺仪技术,至今都广泛应用于直升机、航海、航空航天领域。


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刘威龙
12缸普通会员
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