小型内燃机与车辆技术

改革开放四十年科技创新引领北京公交车辆技术 

来源:小型内燃机与车辆技术 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-05

伴随着我国改革开放40年的步伐,北京公交集团实现了跨越式大发展,公交车辆规模由改革开放初期2600余辆发展至今天已超过辆。运营车辆发展始终坚持“公交优先、企业优秀、科技创新、保障优质”的理念,其技术含量、环保排放水平、科技信息技术与时俱进提升,越来越多的先进车辆技术和人性化服务设施应用在北京公交车上。

1 调整车辆能源结构,逐步向公交车“零排放”推进

改革开放之初的1978年,当时北京公交主要使用六七十年代的“解放”“黄河”系列汽、柴油公交车,这些车直到二十一世纪初仍是北京公交的主力车型,该系列车型为北京公交运营服务做出了突出的贡献。然而,受我国汽车工业整体水平和客车技术发展的局限,这些汽、柴油公交车已难以满足越来越高的动力性、环保性要求,特别是车辆冒黑烟、噪声大为世诟病。

BG670,1975,17m黄河柴油铰接车

2001年7月13日北京申奥成功,为北京公交整体发展和技术提升带来了契机。为落实“新北京、新奥运”战略构想,从2004年开始,北京公交加快老旧公交车辆更新换代速度,越来越多的清洁环保公交车陆续投入公交线路运营,到奥运会召开时,兑现了清洁环保公交车超过保有量90%的承诺。基于绿色公交理念,北京公交集团以参与治理首都环境为己任,持续优化车辆能源结构,大力推进绿色公交发展,在车辆环保技术方面创造了国内外同行业的多项领先:第一,1999年开始研发应用以压缩天然气(CNG)为燃料的公交车,最多时超过4100辆,这些天然气公交车大部分排放水平超过EEV(优于国Ⅴ)。第二,2004年,在国内首先小批量应用50辆液化天然气(LNG)公交车,并建成应用国内第一座LNG加气站,2013年开始在8m、12m、13.7m单机车和16m、18m铰接车以及双层车等系列车型上大规模应用LNG技术。第三,2002年开始,先于国家标准要求应用国Ⅲ排放标准柴油车;2007年初,在国内率先使用国Ⅳ排放标准柴油车,并形成近5000辆的规模,与欧美发达国家实现同步环保要求;2010年和2015年,新购柴油车分别达到国Ⅴ和欧Ⅵ排放标准。第四,配合不同的柴油车排放水平,2007年在国内率先全面应用50ppm的低硫柴油,2015年开始应用低于10ppm的无硫柴油。第五,1999年开始在国内率先研发应用纯电动公交车,并组建电动车队试验运营,在此基础上开发出第一代50辆快换式锂离子电池纯电动车,为2008年北京奥运会核心区提供交通运输服务,受到奥组委官员、教练员、运动员、新闻媒体的广泛好评。基于此项目的北京公交集团《纯电动客车关键技术及在公交系统中的应用》荣获2008年度国家科学技术进步二等奖。第六,拥有国内规模最大的电电混合动力无轨电车车队,配装的动力电池性能不断提升,脱线续驶里程大幅提高,目前保有量超过1400辆。第七,2006年在国内率先示范运营3辆氢燃料电池公交车,2008年、2017年、2018年又先后组织了三批次共计13辆氢燃料电池公交车示范运营,其中2018年的5辆车目前正在示范运营中,随着电堆技术、车辆技术的不断提高,车辆氢耗量逐步降低。

BK642,1975,9m解放汽油单机车

福田BJ6180C8CTD,2013,18m国Ⅴ排放LNG低地板铰接车

福田BJ6128C8BCD,2013,12m级国Ⅴ排放LNG双层车

截至2018年底,北京公交车共计辆,其中:新能源车7882辆(1491辆双源无轨电车、5166辆纯电动车、862辆并联混合动力车、358辆插电增程电动车、5辆氢燃料电池车),占比34.9%;天然气车7985辆(CNG车1593辆、LNG车6392辆)占比35.3%;柴油车6736辆(国Ⅳ柴油车4928辆、国Ⅴ柴油车701辆、国Ⅵ柴油车1107辆)占比29.8%。经测算,北京公交车主要污染物的平均排放水平为:/kWh,PM0.014g/kWh,总体优于国Ⅴ排放标准限值。

2 积极转化科技成果,持续提升公交车辆技术品质

改革开放初期,北京公交车的技术含量可以说是“一穷二白”,仅能满足乘客的基本出行需求。随着我国科技水平和车辆技术的飞速发展,一系列成熟的车辆新技术、新总成、新系统不断在北京公交车上推广应用,使车辆的技术含量越来越高。

2000年开始装用底盘自动集中润滑系统,不仅延长车辆使用寿命,更降低了车辆维修的劳动强度。2001年起装用自动变速器,减轻了驾驶员操作强度,大大降低了车辆传动系统故障。2003年起逐步推广应用空气悬架系统,降低了传统钢板弹簧的故障频率,提高了行驶平顺性和乘坐舒适性,为车辆低地板化提供了必要条件。2005年开始装用无内胎子午线轮胎,不仅降低了燃料消耗和车辆行驶系统的故障频率,更提高了车辆使用安全性。2006年起采用盘式制动器,解决了鼓式制动器刹车噪声问题;同年开始采用CAN总线整车局域网电控技术,提高了车辆电子化程度和信息共享水平。2007年开始配装电磁风扇离合器,2010年后推广应用发动机智能温控系统,降低车辆能耗,提高车辆散热性能,解决发动机过热问题。2010年开始加装燃油加热装置,在冬季实现降低标号使用柴油,具有很高的经济效益。2012年开始推广应用铝合金轮辋,2015年起在纯电动车上应用全铝车身,不断提升车辆轻量化水平,降低车辆整备质量和能耗;同年试用电控制动系统(EBS),提升车辆制动性能,提高制动摩擦片寿命,保证车辆的制动平顺和安全。2015年开始采用不燃无烟、保温降噪的车身隔热材料,构建发动机舱、动力电池舱防火墙,提高车辆安全防火性能。

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