宝马Vision EfficientDynamics是一款插

1、宝马 Vision EfficientDynamics是一款插电式涡轮增压柴油混合动力概念车, 它体重整备刚刚超过 1360公斤,身长 4600毫米,宽 1900毫米,高 1240毫米。采用 2+2座椅布局,行李 厢空间为150升。作为展示车,它采用 21英寸轮毂,配 195/55轮胎。让人特别感兴趣的是这款车为 了轻量化而采取的创新手段。 底盘大部分由铝制成, 车身表面采取了分层技术, 即在一层板材上 叠加上另一层板材, 从而使接缝数量尽可能少、 车身表面尽可能平滑。 用特殊的有机玻璃制成 的前风挡从发动机舱根部一直向后延伸到车尾, 构成了真正的全景天窗, 两侧则与用类似材料 制成的车门和翼

2、子板流畅地连为一体。 标志性的双肾格栅中镶嵌了主动式百叶窗, 可以根据冷 却系统的需要自动敞开或关闭。车头两侧的气坝和经过特别设计的 A 柱起着倒流作用,可以 让空气经过车身表面时产生的阻力达到最小。这款车的风阻系数为 0.22。Vision 的内饰也和外形一样充满了梦幻色彩。 仪表板向下倾斜着伸出仿佛浮动在空中, 座椅 的设计也让乘客有一种飘浮的感觉。 选材方面大多采用天然材料, 只有座椅的支撑结构采用了 凯夫拉纤维。包括三维抬头显示系统和宝马夜视系统在内的大量新技术也得以运用。Vision 概念车的动力来自三个部分:两台电动机和一台涡轮增压柴油机。 前面的同步电动机 可持续输出 80马力的

3、功率和 220牛米的峰值功率,动力经由一台双阶单速减速齿轮箱传递。 如果需要额外的动力爆发,这台电动机还可以连续 30秒输出额外的 32马力,或连续 10秒输出 最大139马力。车身后部还有一台电动机驱动着后轴,它位于车身中部的涡轮增压柴油机和宝马 6档DCT 双离合变速器之间,其额定持续功率为 33马力 (峰值 51马力 ,最大扭矩 290 牛米。 两台电动机的组合起着双重作用:它们不仅构成了全轮驱动系统, 而且可以作为能量再生系统为车 上的锂聚合物电池充电。 1.5升 3缸柴油机的技术亮点包括燃油直喷和可变进气涡轮增压。它 可以产生 163马力的功率和 290牛米的扭矩,油耗则降到了最低程

4、度。上述三个部分的综合最大功率为 353马力, 借此 Vision 从静止加速到 100公里 /小时仅需 4.8秒,最高车速在电子装置的限制下为 250公里 /小时。根据欧洲测试标准,油耗预计为 3.8升 /百 公里,二氧化碳排放量仅有 99克 /公里。风阻系数:空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。 空气阻力系数, 又称风 阻系数, 是计算汽车空气阻力的一个重要系数。 它是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数 学参数 , 用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。 空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也 是最重要的外力 . 风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数 , 用它可

5、以计算出 汽车在行驶时的空气阻力 . 风阻系数的大少取决于汽车的外形 . 风阻系数愈大 , 则空气阻力愈大 . 现代汽车的风阻系数一般在 0.3-0.5之间 . 下面是一些物体的风阻:垂直平面体风阻系数大 约1.0 球体风阻系数大约 0.5 一般轿车风阻系数 0.28-0.4 好些的跑车在 0.25 赛车可以达 到0.15 飞禽在 0.1-0.2 飞机达到 0.08 目前雨滴的风阻系数最小 在 0.05左右 风阻是车 辆行驶时来自空气的阻力, 一般空气阻力有三种形式, 第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 第二是摩擦阻 力, 空

6、气与划过车身一样会产生摩擦力, 然而以一般车辆能行驶的最快速度来说, 摩擦阻力小 到几乎可以忽略。 第三则是外型阻力 (上图可说明何谓外型阻力 ,一般来说,车辆高速行驶 时, 外型阻力是最主要的空气阻力来源。 外型所造成的阻力来自车后方的真空区, 真空区越大,阻力就越大。 一般来说,三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。一般来说,三厢 式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。 车辆在行驶时, 所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力 (一般也称做路阻 及空气阻力。 随着车辆行驶速度的增加,空气阻力 也逐渐成为最主要的行车阻力, 在时速 200km/h以上时, 空气阻力几乎占所有行车阻

7、力的 85%。一般车辆在前进时, 所受到风的阻力大致来自前方, 除非侧面风速特别大。 不然不会对车辆 产生太大影响,就算有,也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。根据测试,当 一辆轿车以 80公里 /时前进时,有 60%的耗油是用来克服风阻的。 风阻系数 Cd 是衡量一辆 汽车受空气阻力影响大小的一个标准。 风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因 此说风阻系数越小越好。一般来讲,流线性越强的汽车,其风阻系数越小。 风阻系数可以通 过风洞测得。 当车辆在风洞中测试时, 借由风速来模拟汽车行驶时的车速, 再以测试仪器来测 知这辆车需花多少力量来抵挡这风速, 使这车不至于被风

8、吹得后退。 在测得所需之力后, 再扣 除车轮与地面的摩擦力, 剩下的就是风阻了, 然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻 系数。 风阻系数=正面风阻力×2÷(空气密度 x 车头正面投影面积 x 车速平方 。 一辆车 的风阻系数是固定的,根据风阻系数即可算出车辆在各种速度下所受的阻力。在奔驰公司的研究中, 优化过的气动力学性能来自于盒型鱼, 同样的全新轻车身结构也来源 于自然, 这些条件使得燃料消耗降低而性能仍然出色。 配备了 103千瓦 /140马力直接喷射式柴 油引擎,概念车的百公里油耗为 4.3升,比以前的标准车型减少了百分之二十。这按照美国的 度量方法 (FTP

9、75相当于每加仑 (美国 行驶大约 70英里, 比标准车型多行大约 30个百分点。 如果以 90公里 /时的速度进行测试,那么这款车的直接喷射柴油发动机每百公里仅耗油 2.8升 在美国测试中相当于每加仑燃料行驶 84英里。尾气排放问题是概念车开发中更加重要的问题。而最新的 CDI 引擎已经符合了严格的 EU4尾气排放标准, 这要归功于氧化触媒转化器和特别的过滤器, 奔驰的工程师们将目光投向未来, 在 测试一个更加创新的方法,从而能够在将来满足更为苛刻的排气标准,其名为 SCR 技术 (Selective Catalytic Reduction ,排气处理的关键是触媒转化器,它是用一种附加的液体

10、了将氮氧化合物转化为氮和氧气:一种水和尿素的混合物,它被预先喷洒在排气系统内, 喷洒量由引擎的运行状态决定。 它将氮氧化合物分解为无害得氮气和水。 欧洲最新的测试结果 显示,它能使氮氧化合物 NOx 排放量降低百分之八十。戴姆勒克莱斯勒公司目前正在全球范围内测试 SCR 技术。利用这种技术,在加上采用液体 AdBlue ,其直接喷射式柴油引擎的氮氧化合物排放量最大可以降低 80个百分点。这些 试验的目的是想通过优化引擎的燃料燃烧效率来避免油耗的缺点。 SCR 技术是奔驰的工程师们 从在同公司的商用载货车部门借鉴过来的,在商用载货车上 SCR 已经被成功使用。戴姆勒克莱 斯勒也打算在未来充分发挥

11、柴油动力客车的潜力,并将在相关测试结束后,对美国的车型提供 SCR技术。这种转化剂名为“ AdBlue ” ,它使得引擎内实行有选择性的接触燃烧。由于在行驶过程 中车对它的需求量很小, 所以这种液体的蓄水池被放置在车体的后备轮胎箱里, 而且其存储容 量可以充分满足目前标准奔驰车的行驶距离。车体结构:坚固与轻盈的自然结构原则生物学不仅提供了气动力学方面的创意, 还提出了减轻车身重量的方法。 盒型鱼的外部 鳞片式盔甲和其他生物的骨质结构都显示出,自然界的生物能够以最小的体重达到最大的力 气。骨质结构往往同实际的载重需求相一致。 以人类腿骨为例, 它的位置和力量十分精确的满足 下肢必须承受的张力和压

12、力要求。 那不仅与骨质结构类似, 还与树枝与树根的生长规则相同 源于自然的完美的轻重量结构策略。通过咨询仿生学专家, 戴姆勒克莱斯勒的研究员开发了一个计算机辅助的设计过程, 用 于将生物成长原则转化到汽车工程当中。 它基于 SKO 方法 (软删除选择 。 计算机模拟用于这 样的配置车体和悬挂组件, 即各次要部位的材料都尽量减少抵抗和承重, 甚至于直接被彻底删 除。而重要部分则需加固。这个仿生学的 SKO 过程重新优化了组件的几何结构,从而满足同 样的安全和耐久性能下的低重量结构的要求。盒型鱼的六角标度同样服从以最少重量达最大力量的原则。 这项自然建筑原则被转移到 车门的外面铣板上, 它的蜂窝样

13、式使坚固度提高了百分之四十。 如果将这个仿生车体都按照这 个理念设计, 那么在不影响动力和防撞安全的前提下, 车身重量可以下降三分之一保留了 模型稳定性, 碰撞安全和操纵动力学。 因此在这个领域, 仿生学能够做出比提高的燃料经济性 还要突出的贡献。概念车的更多特殊技术和造型特征车身:·车顶带有大块的玻璃天窗,并且是根据 SKO 仿生技术计算和设计的·全景挡风玻璃·平稳门把手会在被触到时会自动打开·前指示灯有光学纤维电缆进行分光·氙气车前灯·高性能 LED 车身侧灯·高性能 LED 与棱镜组成的尾灯·后视摄像机,代替

14、后视镜内部·按照盒型鱼轮廓,特别设计的车体。·座位装潢和仪表板表面都饰有 Alcantara·独立后座·中心控制台装有后视摄像机监视器,驾驶员一侧立着 A 操作杆动力系统·四缸涡轮增压柴油引擎(1991cc , 103千瓦 /140马力·尾气排放控制带有柴油微粒过滤器和 SCR 技术·"AdBlue" 存储池和计量表置于后备胎处·AUTOTRONIC 连续自动换档系统自然界是一位睿智的工程师和设计者·结合生物学与工程技术·从自然中寻求问题的解决方案是一种基本的创新性思维水蜘蛛

15、能游泳和潜水但怎么没有弄湿自己 ? 这是现代仿生学学科正在设法回答的问题之 一。 仿生学专家的目标是将自然的奥秘转化成人类的技术, 因为毫无疑问, 自然界是最好的工 程师和最巧妙的设计师。 实际上, 现在一个比较前沿的仿生学学科研究主题将工程学、 建筑学 和数学相结合。 而基本原则是使自然的想法和问题解决方法能够为人所用, 它们往往已经接受 了的成百上千万年的时间测试。仿生学科是由美国空军军官在 1958年创立的,但世界的上第一名仿生学的学生是意大 利人Leonardo Da Vinci(达芬奇 。 500多年前, 这位智者全面的研究了鸟类的飞行原理并且根据他的研究结果设计了一种飞行器。 他还

16、从对自然的观察中获得了直升机的设计原理。 那以后 就是 Otto Lilienthal在对鹳的翼结构进行了仔细的研究之后,为他设计的“飞行用具”进行庆 祝。鱼也仿生学专家们非常感兴趣的研究对象。 例如 , 海豚的鼻子是船头梨形突出部分的设 计原形, 它能使船在横渡大洋的时候减少水的阻力, 同时降低燃料消耗费。 空中巴士的工程师 通过复制鲨鱼的粗糙表皮, 开发了为航空器机翼使用的带条纹的箔涂层。 其结果是减少了最多 达百分之六的摩擦并且节省了可观的飞机燃料。 以自我清洗表面的莲花叶子为例, 高抗性的金 属泡沫就是从骨质结构中获得的,而最新的自我削尖切割工具也是复制啮齿动物牙齿的原理。 自然界为每

17、一样事物都提供了巧妙的解答方法,譬如 Velcro 紧固件。不意味着单纯复制自然仿生学研究并不意味着单纯复制自然。 真正的目标是要了解它的原则并利用他们来刺激 创新。自然的发明,被开发并连续改善了千万年,它提供一个永不枯竭的创新思维库,而不仅 仅是技术才能获益。 除此以外, 仿生学还能够促进环境保护的动力。 科学家和工程师从自然中 获得的许多创新概念本身就符合持续发展的原则。 自然总会以最经济的途径达到它的目标, 以 最小的能量,保存它的资源并完全循环利用它的废物这是值得遵循的例子之一。尽管它看起来方方正正的, 但它还是具有超一流的空气动力学效应, 当斯图加特的工程师们 将这一原形应用于放大之

18、后,在风洞中测试的风阻系数只有 0.06!为了将这一得天独厚的优势发挥到极限,工程师们制作了一个基于 Boxfish 的 1:4泥模, 在风洞中得到的风阻系数是 0.095,在改进一些周遍的空力套件之后,相信能够达到 0.09。我们 知道保时捷当初公布的风阻值为 0.31已经是很优秀的空力套件设计, 不到 0.1的阻值让人不敢 相信呀在这些实验的基础上,戴姆勒克莱斯勒生产了一款仿生概念车,这台概念车全长 4.24米, 能容纳 4人和一些行李, 得到的风阻系数是 0.19, 对于这样一个尺寸的车型来说是一个很大的 进步。同时也成为了全球至今空气动力学效应做的最理想的一款车型。降低 20%油耗,降低 80%尾气排放高度仿生的一个特征整车重量被最大限度的降低了, 140匹马力的柴油引擎,结合新开 发的 SCR 技术 (选择性多元催化技术 , 在燃油经济性和降低尾气排放物上都起到了很强的作 用。根据欧洲标准,其测试结果为,每 100公里耗油 4.3升;而根据美国标准,以 90公里的 匀速行使,每 100公里耗油仅 2.8升。SCR 技术其实已经投入到某些产品之中了,相信在这次得到了如此好的测试成绩之后,戴 姆勒·克莱斯勒会将这一技术投入到所有的产品当中去。高强度的车身,低重量的材料轻的体重能帮助动物避免被捕杀, 而坚固的自身结构能尽可能的减少受伤。 当戴姆勒