电力和天然气驱动 解读奥迪g-tron技术

  纠错  2017-6-13 12:34:00  纠错 推荐指数: ★★★   加入收藏

  节能减排无疑是当今汽车行业需要急迫解决的问题之一,在汽油和柴油之外,引入新的洁净能源是解决问题根本所在。当大多数汽车厂商将全部重点放在电力驱动时,奥迪选择双管齐下——电力驱动和天然气驱动,并分别开发出电驱动技术(e-tron技术)和CNG双燃料技术(g-tron技术)。

  当国内的车迷对全新一代奥迪A5翘首期盼时,奥迪在海外已经悄然推出了另一款A5车型——奥迪A5 Sportback g-tron车型。今天我们就来看一看奥迪的这套天然气+汽油双燃料驱动系统(g-tron)有何技术亮点?

伴随着奥迪A5 Sportback g-tron车型的推出,奥迪已经先后拥有了三款g-tron车型,另两款分别为A3 Sportback g-tron和去年推出的A4 Avant g-tron,很可惜,这三款车型都没有引入到国内。

  相对普通燃油车来说,奥迪g-tron车型优势在于排放,二氧化碳的排放量相比普通燃油车降低80%左右,由于天然气燃烧主要产物是水和二氧化碳,因此排放物对空气也没有什么污染;相对纯电动和插电混动车型来说,奥迪g-tron车型优势则在于使用便捷性,在加气站填加天然气相对充电来说,便捷程度要远远胜出。

奥迪g-tron车型和常规车型最大的区别就在于动力系统,划分得再详细一点说应该是燃油供给系统,奥迪g-tron车型在普通燃油车型的基础上又增加了一套液化天然气储存和输送装备。

奥迪g-tron车型采用的是2.0 TFSI发动机,燃烧过程经过奥迪优化,结构则和奥迪常规发动机基本没有区别,只不过是燃料由原来单一汽油变成现在的汽油和天然气。

  在动力方面,g-tron车型搭载的发动机则要略逊一筹,和2.0 TFSI低功率版本发动机对比,g-tron车型搭载的发动机最大功率和最大扭矩都要略低一些,但实际驾驶起来区别并不明显,动力完全够用,在德国高速上跟上时速160km/h的车流丝毫不费劲。

发动机数据对比
  常规 2.0 TFSI低功率 g-tron 2.0 TFSI
最大功率 140kW(190Ps) 125kW(170Ps)
最大扭矩 320Nm 270Nm

  在发动机启动瞬间,发动机靠汽油来点火启动,然后供油系统会尽快切换天然气来作为供给燃料。天然气的压强状态和剩余量信息,以及汽油剩余量信息会通过车辆仪表显示出来,供驾驶者参考。在车辆运行时,天然气会首先作为燃料进行供给,只有当天然气储量过低(储量低于0.6kg)或压强不足(压强低于10bar)时,车辆才会切换到汽油模式。

  值得一提的是,燃料切换过程完全是自动的,车内并没有提供切换按键,当车辆检测到天然气即将耗尽,车辆会自动切换到汽油驱动模式。

整个系统最大的亮点就在于车尾处的“大罐子”。奥迪g-tron车型一般将天然气储存罐布置在车辆底盘尾端,车辆后排座椅和行李厢下方。

四个气罐总共可以储存19kg左右的液化天然气,可以为车辆提供500km左右的续航里程,同时,车辆还配备了一个25L的油箱,当天然气耗尽之后,汽油还可以为车辆提供450km左右的续航。

常见的改装天然气出租车行李厢基本都被后装气罐填满了。但奥迪g-tron车型不存在这样的问题。四个气罐长度和直径各不相同,根据车架结构精心设计而来,除了备胎被取消,车内空间不受影响。

我想消费者对于这类车型的关注点除了环保性就是安全性了。在气罐的周围布置有钢制支架,同时为了避免颠簸引起的碰撞,气罐和支架中间还布置有泡沫保护垫。

g-tron车型所采用的气罐本身也具有很高的安全性。里面储存的天然气压强高达200bar,每个气罐在出厂之前都会经受300bar压强检测,其本身能承受的最高压强要更高。

  这样的气罐由三层材料打造而来,最里面是一层不透气的聚酰胺化合物,之后是由碳纤维和玻璃纤维组成的复合材料,为整个气罐提供足够的强度,第三层再包裹一层碳纤维复合材料,这层材料充当了安全预警作用,当有气体泄漏时,其表面会变成乳白色,方便检修人员发现潜在危险。

高达200bar压强的液化天然气通过这条金属管道来运输到车辆前部。

如此高压强的天然气自然不能直接供给到喷油嘴,而是需要经过压强转换器来调低压强,根据发动机转速不同,发动机需要的天然气压强大概在5bar-10bar之间。

  高压天然气经过压强转换器之后就可以通过低压胶管传送到发动机油轨了。另外,高压液化天然气温度只有15℃左右,当转化为低压气体时,会吸收大量的热量,但天然气温度依旧会较低,为了让气体燃烧效果更好,在压强转换器旁边还设置有一个热交换器,较热的发动机冷却液通过循环来给天然气加温,让其进入发动机后能够正常燃烧。

在前文中,我曾提到奥迪g-tron车型能够减少80%的二氧化碳排放。尽管天然气是相对清洁的能源,但是其燃烧还是会产生二氧化碳,仅通过这一点是无法做到二氧化碳排放量大幅度减少的。

  这80%的下降幅度实际上有很大一部分功劳是通过奥迪e-gas系统来实现的。所谓奥迪e-gas,就是奥迪通过化学方法自己来生产天然气。奥迪自己建厂,利用风能发电,通过电解水产生氢气,再通过氢气与大气中的二氧化碳反应生成甲烷(天然气主要成分),这样车辆排出的二氧化碳相当于被重新利用了起来。

 

通过这幅图您可以清楚地了解奥迪生产天然气的过程。

  奥迪承诺,这项活动目前完全是公益的,只要您购买了g-tron车型,车主在三年使用过程中消耗了多少天然气,奥迪工厂就会生产出同样多的天然气,然后将其供给到公共天然气网络中。

目前,奥迪在德国建设有大概900个天然气加气站,未来这一数字将增加到2000个左右。

  编辑点评:奥迪g-tron车型不仅结构简单,还方便实用,在天然气加气站分布密集地区,奥迪g-tron车型是非常不错的选择,但是从整体来看,奥迪g-tron技术能够发挥减排作用是建立在奥迪e-gas工厂能够正常生产天然气的基础上的,工厂建设和维护需要大量的资金投入,这也是奥迪g-tron车型未能在全球大面积投放的重要原因之一。

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