液壓混合動力：無“電”一身輕

液壓原理及其相關(guān)技術(shù)，在人類科技成果的序列中，并不算年輕。然而，在當(dāng)前*時髦的節(jié)能汽車研究領(lǐng)域，它卻找到了靠前的位置。如今，世界許多企業(yè)正在開發(fā)可以驅(qū)動公交車等重型車輛的液壓混合傳動系統(tǒng)，并且在過去的2011年取得了顯著的突破。液壓混合動力技術(shù)是采用高壓液體取代電流來驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，比傳統(tǒng)的混合動力技術(shù)更價廉物美，更具節(jié)能減排的效果。世界運動和控制領(lǐng)域的巨頭派克·漢尼汾液壓系統(tǒng)公司得出的評估結(jié)果是，液壓混合動力技術(shù)帶來的燃油經(jīng)濟性的提升，達到了30%到70%。

或許在不久的將來，人們就能夠見到“沒有電池”的混合動力汽車。

打破節(jié)能上限的“天花板”

作為世界汽車強國，美國汽車行業(yè)在液壓混合動力方面的研究一直處于前列。其中*具代表性的，便是Altair工業(yè)設(shè)計公司在2011年推出的號稱“世界首輛液壓混合動力大巴”的產(chǎn)品。

Altair表示，液壓混合動力技術(shù)讓該車的燃油經(jīng)濟性是傳統(tǒng)汽車活塞發(fā)動機的兩倍。許多大型汽車和物流企業(yè)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣。比如美國聯(lián)合包裹公司(UPS）已經(jīng)開始實驗使用這種新式混合動力卡車運送包裹快件；克萊斯勒汽車集團在對一輛液壓混合動力的小型貨車進行測試之后發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)讓車輛在城市道路行駛工況下的燃油經(jīng)濟性增加了60%。

除了企業(yè)之外，美國環(huán)境保護署等政府機構(gòu)也加入到對液壓混合動力技術(shù)的推進中來。該署表示，當(dāng)前傳統(tǒng)內(nèi)燃大巴每3英里就需要一加侖燃油，而采用液壓混合動力技術(shù)之后，車輛的油耗能夠消減三分之一。

值得一提地是，這種有效的節(jié)能技術(shù)在得到美國業(yè)界的肯定與重視之前，可謂低調(diào)等候了多年。Altair工業(yè)設(shè)計公司此前花費了許多年時間和大量的精力，致力于美國交通部的大巴輕量化項目。直到2009年美國能源部提出燃油效率更高的動力系統(tǒng)時，Altair才認識到，普通的油電混合動力系統(tǒng)不能給出令人滿意的答案。它不僅實現(xiàn)不了燃油效率更高的目標，也達不到符合要求的耐久性，無法打破追逐節(jié)能上限的“天花板”。

*終，Altair作出了用液體代替電流的選擇。

與油電混動“貌合神離”

以液體代替電流的液壓混合動力系統(tǒng)，實際上與有點混合動力技術(shù)遵循相同的運行原理：回收車輛在制動時消耗的熱能，再用其驅(qū)動車輛前進。只不過后者是將能量以電流的形式儲存在電池中。

在采用液壓混合動力技術(shù)的車輛上，柴油引擎驅(qū)動液壓泵發(fā)動機，而液壓泵發(fā)動機再為高壓蓄電池充電。蓄電池驅(qū)動后輪上的斜軸式液壓泵發(fā)動機從而驅(qū)動車輛。一個低壓儲備器用于收集液體，然后把液體再送回到第一個液壓泵發(fā)動機中，這樣就形成了一個完整的液壓循環(huán)系統(tǒng)。

與電動混合動力發(fā)動機一樣，液壓混合動力發(fā)動機也有提供再生制動的能力。貨物運送車輛和土方運輸車經(jīng)常要制動剎車，當(dāng)車輛制動時，液壓泵發(fā)動機會為高壓蓄電池充電。當(dāng)卡車再次啟動前行時，儲存在蓄電池中的能量可以用來減少柴油引擎的負載。這些能量也可以限制引擎封閉時推進力的迸發(fā)，比如說，在室內(nèi)操縱車輛時。

“一次剎車的時間非常短暫，不足以令蓄電池儲存下所有可以回收的能量。目前*好的油電混合動力汽車只能挽回25%的剎車能量損失。而液壓系統(tǒng)能夠達到75%?！盇ltair公司工程設(shè)計部總監(jiān)蒂姆·史密斯表示。

當(dāng)然，在這樣一個電氣化程度不斷進步的世界里，液壓發(fā)動機技術(shù)看上去有些落伍。然而液壓泵發(fā)動機和蓄電池至少提供了一種應(yīng)用扭矩和存儲能量可靠的、低本錢途徑，這也正是混合動力車輛所要達到的目標。

此外，液壓發(fā)動機與電動系統(tǒng)相比具有明顯的功率密度上風(fēng)。它還具備傳動平穩(wěn)、質(zhì)量輕、體積小、承載能力大、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易于實現(xiàn)過載保護和簡化機構(gòu)等諸多優(yōu)點。

戒“臃”戒“噪”更給力

目前，液壓混合動力技術(shù)多應(yīng)用于公共交通和物流運輸，但這并不意味著它不能夠適用轎車等小型車輛。許多汽車制造企業(yè)，已經(jīng)開始著手研究將液壓混合動力技術(shù)嫁接到自己的產(chǎn)品之上。阿特米斯智能電力公司早在2009年便在寶馬5系轎車上進行過液壓混合動力技術(shù)的相關(guān)實驗，結(jié)果顯示城市道路工況下油耗降低了一半。福特公司也在2011年初表示，安裝了自己與緊湊、 高效流體動力研究中心合作研制的液壓混合動力系統(tǒng)的F-150 皮卡樣車，達到了每加侖40英里的理想水平。

當(dāng)然，液壓混合動力系統(tǒng)若想成功登陸小型乘用車輛，依舊面臨著許多阻礙。過于龐大的體積，便是其中之一。另外，控制發(fā)動機的震動和其他噪音亦是個具有重要意義的挑戰(zhàn)。噪音問題在大型車輛上或許并不明顯，畢竟當(dāng)卡車托運著幾噸垃圾或公交車步履艱難地從一個公交車站行駛到下一個時，人們很少會去注意汽油加油泵搖來搖去并格格作響。然而對于轎車的消費者而言，是很難能夠得到諒解和容忍的。此外，額外添加的汽油泵、流體和軟管的重量在高速公路行駛工況下，反而會破壞燃油的經(jīng)濟。

有必要指出的是，盡管液壓混合動力系統(tǒng)有著諸多優(yōu)勢，但這并不意味著它在與油電混合動力技術(shù)的比拼中占據(jù)上風(fēng)。畢竟電動系統(tǒng)已經(jīng)完全商品化并且已經(jīng)到第二代了，而液壓系統(tǒng)仍然處在演示階段。而長遠來看，即使是液壓混合動力的倡導(dǎo)者也相信，電動系統(tǒng)將會占據(jù)上風(fēng)。迪西科博士認為，電動驅(qū)動系統(tǒng)會在某一時間開始變得非常普遍，由于貿(mào)易原因而非技術(shù)原因這種系統(tǒng)的采用會變得勢不可擋。而派克·漢尼汾液壓系統(tǒng)公司液壓動力事業(yè)部副總裁科瓦奇博士，也不以為液壓混合動力系統(tǒng)會永遠是重型卡車*好的選擇?！俺夒娙輹?。在某個時間，它們能提供比液壓系統(tǒng)更好的性價比。”他說。不過，作為不需要任何新技術(shù)就可以節(jié)省大量燃料的技術(shù)，液壓混合動力只要與油電混合動力保持和而不同 、齊頭并進的趨勢，它依然是*具前途的節(jié)能技術(shù)之一。