像飞机一样飞驰

时间:2022-08-28 11:18:17

像飞机一样飞驰

飞机和汽车就这样互相从彼此身上汲取灵感,本文你将看到在2011上海车展期间,一些企业在轻量化车身、高性能发动机或者其他等方面的一些新迹象。就像标题所说,再轻一些,快一些,让汽车像飞机一样飞驰吧。

飞机和汽车的渊源有多深?或许20世纪上半叶爆发的一战、二战,飞机作为军事用品的大量出现,让人们不得不与它的研发、制造、维修发生联系,或者产生兴趣。

比如在欧洲,工程师会想,汽车为什么不可以像飞机一样轻呢?1957年诞生的莲花精英,就拥有着玻璃纤维的硬壳式结构――这得益于该品牌的创始人科林查・普曼,曾在英国皇家空军服役时对轻量化结构的深刻认识。

为什么飞机在一开始不能飞得更高?因为高海拔处稀薄的空气会让发动机“缺氧”,所以与燃料的混合做功必然会受到很大影响。1919年美国通用电器制造的增压器,让飞机的飞行高度增加到了1万米,而这个增压器,就是后来应用在汽车上的涡轮增压的雏形。

包括美国总统奥巴马的专用汽车――凯迪拉克DTS,那扇厚厚的8英寸(20.32厘米)装甲车门与波音757舱门的重量相同,再或者最先应用在飞机上的抬头平时显示技术,现在就被宝马大量配备在自己的高端车型上,而宝马、萨博、劳斯莱斯,在过去都与航空发动机的生产有关系。

就在2011年5月,美国缩尺复合体公司研制的Firebird――变形无人军用侦察机,能够在对方毫无戒备的情况下进行监听,比如,在距离地面大约6.5万英尺(19.81公里)的高空,对一座城市进行长达15小时的监听。好吧,先不讨论这只大鸟上市后或将对人权造成的侵犯,关键是它的售后,这家公司的大老板里克・克鲁斯说:“它已经快变成了汽车,为传感器提供了更好容身处”,所以,它身上的一些部件更换已经变得很简单,就像汽车的普通例行保养。

飞机和汽车就这样互相从彼此身上汲取灵感,下面你将看到的是,在2011上海车展期间,有些企业在轻量化车身、高性能发动机或者其他等方面的一些新迹象。就像标题所说,再轻一些,快一些,让汽车像飞机一样飞驰吧。

VVT“被”躺在沙滩上

长江后浪推前浪,或许VVT就要躺在沙滩上。

我们知道,本田的VTEC、i-VTEC,丰田的VVT-i、日产的CVVT、三菱的MIVEC,还有现代的VVT,都是发动机可变气门正时技术VVT(Variable ValveTiming)的另一种名称。这种技术“可以根据发动机的运行情况,调整进气(排气)量和气门开合时间、角度,使进入的空气量达到最佳,提高燃烧效率。优点是省油,功升比大而缺点是中段转速扭矩不足”,以及机动性和响应性不足。

鉴于此缺点,电磁液压进气系统出现了,它利用电控液压控制系统驱动气门正时和升程,而且可以实现发动机的紧凑化和更环保的排放,比如菲亚特500车型上的85ps的双缸TwinAir增压发动机,就拥有这项技术。

爆震与“镇压”

从转子发动机、轻量化,再到今天推出的又一种发动机新技术,马自达在技术研发领域的热情与中国市场的销售情况不能同日而语。

在本届上海车展,马自达带来了名为“创驰蓝天技术发动机(SKYACTIV-G)”技术,其中有一个很重要的特点便是提高压缩比,而轻量化,通过铝或者镁等材质的应用,已经不再新鲜。

一般来说,发动机的压缩比提高后,可以带来发动机功率的大幅提升。有数据显示,在将压缩比从10提高到15后,所产生的热效率能够改善约9%,目前多数发动机的压缩比为,10.0~12.0:1。

那么,为什么汽车企业没有大规模提高压缩比呢?因为提高后所带来的爆震,会导致动力输出大幅下降。马自达通过大幅减少缸体内的残留气体以及缩短燃烧时间,对爆震问题进行“镇压”后,用14.0:1超高压缩比,让燃油经济型和低中速扭矩都得到了提高。

蓝效的面面俱到

发动机作为奔驰蓝效工程的一个部分,如何做到更加高效,在他们看来需要进行方方面面的完善。比如通过链条传动部分、凸轮轴调节器、机油泵调节、进气系统、直喷系统、共轨喷射系统等的升级,现在奔驰的V6和V8发动机,正率先实现着更高效的燃烧。

9速变速箱真的来了

想想吧,与9速变速箱搭配的一定是一台大功率的发动机,不然9个挡位对于一个小排量而言,简直就是浪费或者说是暴殄天物。ZF公司表示这台变速箱将于前驱车进行搭配,那一定不会是老顾客宝马了,而奔驰一直在研发9速,加上前面对大排量的要求,所以它的正式上市当然是要与一台豪华车一起亮相。

ZF公司会在美国的格林威尔,就是有博世、米其林、宝马等生产工厂的城市,量产这个新产品。当有一天这个“怪物”正式来到目前还是6速或者以下的天下时,它的使命便是进一步降低油耗,进一步提升操控感受,如果达不到这个预期的话,它可真的成了名副其实的“怪物”了。

懂得拒绝的“散热格栅”

不再是任何时刻都张开嘴,大口地呼吸迎面而来的空气,好让里面正在工作的发动机,可以凉快一点,而是根据发动机的工况,也就是实际需要,来智能地决定要不要让这些风吹进来。

一般情况下,汽车前脸上的散热格栅会在进气格栅的下面,主要作用是对发动机的冷却系统进行散热,德国博泽零部件公司研发的Airgate风门系统,位于散热格栅和散热单元之间,风门可以重叠创造出100%密闭面,阻绝进气。所以,车辆的风阻系数也会由此降低――特别是高速行驶的时候――因此,如果车辆保持130公里/小时的时速,每公里排放的二氧化碳可以减少4g,燃油也会相应降低。

现在在中国市场上,宝马的部分车型就有应用这项技术。

飞机与汽车发动机的4个不同

1 你不可能天天飙车

如果像开飞机一样,要求发动机保持在70~80%的功率进行工作,无疑就是要求你把汽车的时速,除了起步停车,其他时间保持在至少120Km/h,除非你是专业车手,不然,这太不可能了。

2 2000小时的寿命

在这种高强度的工作压力下,以及工作环境的恶劣,一般一架活塞操作飞机发动机的寿命只有2000小时,但是由于使用频率不高,当你的汽车在经过7年左右的黄金运行时间,性能开始下降的时候,飞机可以运行40年。

3 极端的温差变化

从地面到天空,从开始滑翔到高空飞行,而在两个环境中,温度会从常温到零下,所以这对发动机是严苛的考验,所以,如果让一台汽车发动机来这样经历一下,无论是它风冷还是水冷装置,到了零下的高空,都会统统歇菜的。

4 这个东西更重要

如果发动机熄火的话,至少汽车的四个轮子会在地面上(除小概率事件),而在空中呢?虽然有另一台发

动机备用,但依然是一件恐怖的事情,所以,这个东西很重要。

安全带里加点“气”

不再缩在“SRS”这几个英文字母后面,福特让安全气囊与安全带实现了二合一――正如你平时所见的安全带,它正常的扣在你的身上,不过,当汽车发生碰撞后,它通过释放气囊,增加受力面积,保护撞车时胸部所受到的冲击力,还可以支撑头部和颈部,而它柔和地释放安全气囊的特性,对老人和小孩会产生更好的保护作用。

这种安全带或将应用在后排,因为按照目前比较完整的配备,毕竟前排有“驾驶座安全气囊、副驾驶安全气囊、前排侧气囊、前排头部气囊(气帘)、膝部气囊”的保护,而后排可能除了后排头部气囊和侧气帘就没有了,所以,后排乘客更需要这个安全带气囊的保护。

隔空充电

不用插销,不用接触,在10cm的距离内,就可以完成充电。

记得2008年,全球新能源风正热的时候,有的企业宣称自己可以通过非接触式进行充电,也就是不用插头进行充电,还觉得这是一件不可思议的事情。但是事情真的发生了,现在日产汽车,以及在德尔福与WiTricity的共同研发下,他们已经掌握了这种“隔空充电”的技术。

现在,这种技术有三个流派:电磁感应、磁共振和微波,日产汽车在电磁感应领域技术比较成熟,它充电的原理是:利用电磁感应,当送电线圈中有交变电流通过时,发送线圈和接收线圈之间产生交替变化的磁束,由此在次级线圈产生随磁束变化的感应电动势,通过接收线圈端子对外输出交变电流,从而为车载电池组进行充电。

所以,以后只要把汽车停靠在指定的充电位置上,不用任何设备,就可以进行充电,当然,如果你的停车水平不够高超的话,偏离了这个位置,那么,电磁感应就会下降,电力传输也会下降。

波音公司的副业

除了生产飞机,以及忙着和欧洲空客争夺全球飞机订单,美国的波音公司还借助自身在航空领域的经验,与华盛顿大学以及兰博基尼一道,共同开发了一种车用材质――兰博基尼Aventador LP700-4在车身和底盘上所使用的碳纤维强化材料――重量极轻并且更加坚固。

除此之外,这辆车还应用了铝材的应用,如上下控制臂、轮毂支架和继动杆在内的整个悬挂系统均由锻造铝合金制成。而高性能制动系统配备的大直径制动盘则选用了质地轻盈且极其耐磨的碳陶瓷复合材料。

这辆车在中国的建议零售价(含税)为627万元,在今年夏天结束的时候,或许就可以看到首批拿到这辆车的车主们,开着这个自重1575Kg,百公里加速只用2.9秒,最高时速350km/h在路上奔驰了。

哪些材料正在制造飞机?

1 在汽车发动机从铸铁转向铝、镁合金的时候,飞机发动机使用的是能够承受2000度以上高温的钛钨钼合金。

2 什么材料还能用来制造飞机的发动机,或者还有防弹的作用?那就是钛合金,它的熔点为1660度左右,材质强度高,还可以用来制造飞机上的加固部位、燃烧室、涡轮轴、涡和喷口等。不过它比铝重,这对要求机身轻量化的飞机可不是一个好消息。

3 镁合金比铝轻,可以熔点降到了300度,强度也更低,当然不能用来制造飞机上的防弹部位,但是各种活门壳体、油泵壳体可以大量使用这种材质,它在飞机用料重占有5~10%的比重。

4 最后出场的在飞机机身上用的最多的材质,也是目前汽车轻量化中应用最多的――铝合金,在一辆飞机上至少有一半的材质都是铝合金,就是因为它很轻的特性,但是强度更低,更不用说与钛合金、镁合金相比,所以它很怕碰撞。

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