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军用汽车的车型大致有三种,分别为:
通勤型越野车装甲突击车各类军武载具这几种车型能获取部分资料来分析的只有第一种,装甲突击车也无非是猛士或勇士等平台的改装车比较熟悉;被戏称为“圆木运输车”的各种8×8、10×10、12×12的越野重卡的很多数据都是保密的,咱们过过眼瘾也就行了。
但有一点可以确定,那就是除了勇士的部分车型以外,其他军用车都用柴油发动机,为什么不用汽油机呢?其实以目前普遍应用于汽油机的高压共轨直喷和涡轮增压技术而言,可以说相同排量的汽油机%可以做到在功率扭矩两方面重合甚至超越柴油机;事实上各国的知名越野车使用的柴油机确实存在很多不如同排量汽油机的存在,但柴油机仍旧有绝对优势,优势就是“简单”。
01「压燃」技术优势突出
汽油机采用点燃的方式维持内燃机的运转,四冲程的运行步骤如下。
进气喷油压缩蒸发点火做功排气通过第二步骤使得燃油蒸发(气态燃油燃烧速度更快),随即通过火花塞电出的电弧引燃混合气;而火花塞还需要点火线圈,否则12V的电压是完成不了点火任务的,线圈会将电压升高到超过两万伏。
那么如果在越野时出现点火线圈损坏或者火花塞故障,发动机轻则缺缸重则熄火;电路系统如出现问题则发动机也无法正常运行,这就不如柴油机可靠了。因为柴油机是直接将空气压缩到能让柴油自燃的温度,不点火而直接引燃柴油;这就减少了电路系统的故障而造成车辆抛锚的问题,同时也减少了车辆被碰撞或打击时可能造成的起火的概率。
战场上需要的是无限接近“绝对可靠”的通勤载具,柴油机哪怕比汽油机多一点优势也会显得很重要;不过更重要的原因还是柴油机本身“不挑油”,即便是喷油压力达到0-bar的高压共轨机型,这些发动机都有用过质量很差的柴油。比如有些卡车几乎不去正规加油站加油,使用的是一些价格低廉的“私油”;这些油大都是标准柴油、蒽油甚至机油提炼油的混合,虽说用起来会损伤发动机,但少数重卡为了节省开支也会去使用,而且也能用很多里程。
那么在特殊情况下没有柴油,这些军用越野车就能够用生物柴油(植物油)、煤油甚至汽油应急启动或短暂行驶。
最有一个优点就是柴油确实更省油,其实石油提炼柴油和汽油的产量都不低,但商用车总还是会选择柴油;原因是柴油的含碳量更高,热值相对高、密度更大且不易挥发,说白了就是这种燃料本身更加“耐烧”,柴油车省油的原因一是柴油本身、二是柴油机限制了最高转速。
军用车对车辆的续航要求很高,在油料补给比较困难的前提下,加满主副油箱能行驶上千公里是有必要的;如果使用汽油则需要很大的油箱,使用柴油则能减少油箱容积以达到相同的续航标准。减少柴油消耗减轻了是后勤补给的压力,缩小车辆油箱容积则能够减少车辆被打击时的损失,或者是降低车辆起火的可能性,所以柴油机才会成为军用车的主要选项。
02电机有可能替代柴油机
军用车首先需要可靠的发动机,电机的可靠性要高于柴油机很多;因为电机没有磨损、没有噪音、没有高温等等问题,而且电机的结构非常简单,不像内燃机一样有复杂的曲轴、连杆、活塞、凸轮轴、进排气门等等结构,电机主要就是定子和转子,像是一个圆筒且两者互不接触。
电机往往只有碰撞时或超高温会造成故障,然而内燃机即便是柴油机在碰撞时也可能损坏,超高温甚至可能起火;所以电机本身是比内燃机更可靠的发动机,用于军用车是没有问题的。
重点是电驱系统可以不用变速箱,即便是重卡也能直接选择带有减速器的电驱桥,这些电驱桥单桥也能达到一两万牛米的超大扭矩;所以动力传动系统的可靠性会超过柴油车,唯一的问题就是储能电池了。
军用车选择柴油的原因还有柴油不易燃,被击穿油路导致泄漏也不会轻易起火;电驱技术想要用于军车则要保证动力电池遇到相同情况也要保证安全,三元锂电池的电池包如果被击穿导致短路是大概率要起火甚至燃爆的,这种电池可以淘汰了;但现在已经有短路、炉温和过充都不会起火的磷酸铁锂电池,用这种电池应当可以满足军用越野车的要求。重点是这种电池的无模组结构可以成为“结构件”,多片成组后可以嵌入底盘——完整替代非承载式底盘,或者以嵌入式底盘作为半承载式结构,但强度却能够达到非承载式的标准。
也就是比亚迪e3.0平台的刀片电池组,在现场看到其车身结构时就想到了这个应用方式;如果用电池组在普通越野车上作为承载抗扭的核心结构件,框架式的承载式车身与其组合则为标准的“半承载式结构”,N·m/1°的高强度还只是用于轿车,搭载越野车或军用越野车完全不用考虑什么轻量化,高强度钢电池包和车身直接用,抗扭强度必然能超越一般的非承载式车身。
应用于“圆木载具”似乎能够将电池集成于非承载式底盘,或将足够大的电池组分为多个模块(每个模块都等于一个总成)而分布与底盘;做到单个模块损坏之后,其他模块仍能够给部分或全部电驱桥供电。这样的越野卡车似乎比传统的8×8、10×10的可靠性更高;说白了这就等于一台载具有很多发动机,其中一台坏掉了也不用担心,其次分布式电池包还能够做到车辆可能严重破损之后还能够继续行驶。
这就是对e3.0平台的假想,说实话,发布会上的那台概念轿车并没有吸引我。
最后要谈的就是“驱动模式相关”,军用卡车得用多大容量的电池组才能满足上千公里的续航?以目前的刀片电池来看还是不太现实的,否则车辆的总质量会非常大;但是增程式完全做得到,以中小排量的柴油机作为发电机组的动力单元,能实现的是高效率发电和节油兼备;纯电部分只需要保留-公里的续航标准即可,试想在战地上没有温度的、悄无声息地接近,丢个雷转身就马力全开地开走了,这种感觉……真棒。
这就是对e3.0平台的假想、或者说是幻想,军用车的打造肯定不会这么简单,但以比亚迪的技术造出来这种标准的越野车还是没有问题的吧;而且不再需要说明非承载式结构,电池组成为结构件之后,比亚迪应当能造出一台“非典型性超级越野车”,有了它之后、燃油越野车也就成绝唱了。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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