千瓦厚能源与生态实验室

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汽车商拖欠社会一款可回收刹车能量的基本功能

(2019-03-18 16:36:11) 下一个

刹车浪费的油耗是导致汽车低效运行的罪魁之首,没有之一!

现有刹车方式就是将宝贵的机械惯性能量,通过卡钳刹车碟,强制浪费为热能而无谓地加热环境空气了。

想想看,好不容易加速到100公里时速,突然来个晦气的急刹车,原本松开油门靠惯性仍能滑行1公里有余,现在不得不几十米左右停下来。车主经济亏大了不说,还造成城市热岛效应,徒增大气污染,再往玄点说全球气候升温及衍生的长期生态灾难风险。

好吧,不妨格致计算一下,一脚刹车猛踩下去到底浪费多少汽油?

往小点算,一台轿车按1吨重考量。套力学公式,速度100km/h对应的惯性能量0.5*m*v^2 = 386 kj(千焦耳)。

这机械能是从汽油的燃烧热值,好不容易转移过来的哟,且这笔“交易”从活塞到轮轱还要打2折的。这还是按顶级发动机25%效率,以及自动变速箱80%效率考虑的。

从这笔惯性能量,回推出对等热能386/0.2 = 1930 kj。

好点的汽油热值45 Mj/kg,按比重0.75换算,相当于每升34 Mj(兆焦)。因而,前述的反推热能相当于1930kj/34Mj = 0.057升 = 57毫升汽油。这个量也就是经常喝的矿泉水瓶500毫升的十分之一强。

可见,小车司机们一天只要踩18次刹车,就等于白白倾倒一升汽油到空地烧掉。按近日价格¥7.5/L算,这一脚刹车 = 4角3分人民币。当然,脚劲轻重有别,刹前速度高低也有别,踩得轻自然多滑些路程,低初速也低惯性,综合考虑之,只是代价略少些而已。若计及刹车皮磨损、离合器磨损,这些消耗材料的使用成本,将进一步推高一脚刹车的价码。

剩下的想象空间自行发挥好了:大卡车20吨,一脚刹车≈1升燃油;万吨级的运煤火车,这一脚刹车更贵啦,起码570升油顷刻就飞灰烟灭。顺便提醒,自杀者不要卧铁轨啊,拿急刹车的半吨油损失去陪葬很不环保。

别胸怀全球,先放眼北京吧,看看每天平均80万辆在途机动车的刹车污染有多厉害。保守估计每台车每天平均踩20次刹车,每天仅刹车的废热就相当于80万升汽油!据说国家投入6亿元研究雾霾成因,有没有考虑刹车因素噢?

哎呀,要是所有机动车都能回收刹车能量该多好。可惜现有机车里面,仅有电动车是能够大部分回收刹车能量的;油电混动车技术上也算成熟;那个最不争气的纯内燃机车,全体汽车生产厂商竟然个个束手无策。

既然厂商无能,就别怪政府为了人类的福祉,挥泪斩马谡了:欧盟各国家依据自身左倾程度,纷纷拟定了未来某个时间点禁止一切燃油车生产销售。例如,极左的荷兰设置的大限近在2025年,稍不那么左的法国定在2040年。其它国家就不一一列举了。

妈呀,这是要在全球斩尽杀绝燃油车的历史大节奏啊!还好,美国的川普右倾王朝,毅然退群巴黎协定,仍对燃油车怜惜有加。川普笨吗,非得搞能源多样化,惹来民主党的高级黑低级红,甚至公开骂?不是的,我认为他很有大智慧,也许他猜到了燃油车的刹车能量回收技术很快就会瓜熟蒂落。

火车或地铁机车为了避免“燃油车死刑”厄运,早在10多年前,就把电气化搞成功了。只不过这个所谓的电气化,仍是基于内燃机作为原动力,即先用大功率柴油机发电,再用电来驱动轮子。这个看起来像混动,实际上在末级是全电动的。

汽车不具备这个一前一后分阶段驱动的物理空间,火车则可硬生生加挂一节柴油发电机专用车箱。

我晓得我的这个标题有点矫情了,不是汽车生产商拖欠消费者一个应有的功能,而是他们压根就没那个“金刚钻”,亦或有是有,但大部分消费者负担不起

我敢断言,一旦车商们最终攻克纯燃油车的刹车能量回收难题,欧洲左盟的“毙燃政策”必然会重新检视,归还内燃机车应有的生存空间。

车商们要争气搞科研啊,这是关系到燃油车to be or not to be生死攸关的关键时刻,救车要紧呀!

其实,怪嗔汽车工程师不争气也是不公平的,横向对比一下就明白了。互联网行业随便搞个“我饿了”的订餐网站,上亿的风投资金就喂进来管饱;歌星随性吼一首“我嗨了”,天价出场费哗哗流进腰包,个税还可技术处理后逃脱;网红直播时吆喝一声“我脱了”,流量经济嗖嗖上串;哎哟喂,搞齿轮的机械行业,不得不哀叹“我挂了”,满口钢牙也难从追快钱的资源流动圈咬到一个子。唯有社会价值观重新洗牌,传统车企或有机会“我开挂了”。

君不见一流的大脑和资本都去玩儿金融?下一档的才去博弈市场,其后搞软件信息游戏啥的。跟车搭上界的,那得是软件为主的人工智能无人驾驶,才能搞到资源,哪怕二一点的工程师,设计出让波音737Max栽下去的该死软件也无所谓。难怪特朗普总统吐槽这科技界咋的啦,要配上爱因斯坦才能开飞机。

那啥,那啥搞量子纠缠、暗物质、可控核聚变等等高大上的科学家们,能否缓一缓手头遥遥无期的研究项目,屈尊研究一下这个刹车回收技术呢?至少帮助车厂的工程师们指点迷津也好。

我先带个头,望各路科学家纷纷跟上增援。经过近年来夜以继日的上下求索折腾,我终于搞出了一套集液压变速箱于一体的刹车能量全回收的动力总成。

该无极换档自动液压波箱,内部没有一个齿轮。她可配置两套液压弹簧储能单元,一套用于刹车能量回收,一套用于取代车载铅酸电瓶。虽然用液压启动,可代替常规蓄电池大电流电机启动,但仍需配备锂电池暨小功率发电充电组件,用于电脑、车灯、音响等,可喜的是,电池成本、重量、体积都将大大减小。

铅酸电池对环境也不是什么好鸟,虽然没有汽车尾气那么可恶,但现有内燃机技术偏偏还离不开它。期待我的这一革命性技术突破,对其来个彻底了断。话又说回来,若考虑成本效益,这个了断作为一个选项,还容许车商往后拖一拖,但刹车能量回收的应用推广必须当机立断。

总之,不管哪个阶级或档次的机动车辆,都要让刹车能量回收系统成为应得的标配、标配、标配,关键词说了三遍,这才是人类负责任地打开大自然的正确姿势。

是时候有所改变了。机械行业聊无新意?盘它呀,和电子软件控制等科技混着盘它嘛,把它盘出油来、盘出名堂来就有油水了。说得高雅一些,这叫机电一体化,或钢液电一体化。

真的,精密齿轮太硬又太贵气和娇气,以致汽车发动机和变速箱的成本大约一比一,变起速来还得一档一档的蹦。液压技术柔中带刚,配合数字化软件控制,高效率无级调速(CVT)呼之欲出,这就是为何我要盘它个数字油压,从而解决棘手的刹车能回收的难题。

为表彰川普的雄才大略,建议将支持刹车能量回收的此类动力总成,拟命名为魏-川普动力总成Wei-Trump Powertrain。

当下正积极寻求合意车商,合作研制样车,欢迎有意向者速联络。得闲时,将择吉日,进一步详述这一重大发明的技术细节,敬请持续关注!

本发明刚得到美国专利局回执的申请申请号US16/354251,估计将很快出版我的专利说明书。如若车厂愿意尽快买断技术转让,现在就可以来函索取61页说明书全文,以供决策参考。

我信得过的个人也可索取该文,但仅限于下述目的:研究科技英语、帮我润色、纠错、宣传、中介技术转让等,来信需注明目的。

 

下图:3月15日周五,温哥华的同学们翘课一天上街游行,声援瑞典学生Greta Thunberg指责政府绿色政策不力,呼吁重视气候变暖。嘿嘿,最好政府给每个学生及背后的父母发一辆全电动车,美的你们不行。

别急,同学们,燃油车还有得救,车商拖欠的刹车能量回收功能,我来替它们还技术债!虽然我自信满满,但万一我没做好,毕竟我有点老了嘛,你们还年轻,别一窝蜂学那些挣快钱的专业,希望这堆学生中将来出几个杰出机械科学人才,站在我的肩上,把这个技术尽快完善得至臻至美。

参考文献:

 

Vancouver students join worldwide school walkouts to call for climate change action

https://globalnews.ca/news/5061677/vancouver-climate-change-school-walkout/

 

预告:下一篇文章将概括本发明的几条重要技术创新点以及应用前瞻。

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