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美國柴油電力公車體驗 & 20101204 台灣首都客運油電公車



美國紐約自2002年以來 引進了125多輛柴油電力公車(分別於2002年,2004年出廠), 小弟在紐約法拉盛的凱西納大道上 (Kissena Bolevard in Flushing) 等候約20分鐘的"實驗取樣", 平均每4班傳統柴油公車, 就會有一班新型的柴油電力公車, 雖然小弟這次體驗的路程只有短短0.5英里 (0.8公里 / 800公尺 (約四個車站), 但是本人還是為了滿足好奇心, 等了這班Q27 (皇后區27號車). 路途也短暫的跟司機員稍微聊了一下他駕馭的感受, 再配上網路很公開的資訊, 組成這次的分享文.


加速起步 可明顯感覺速度很輕快....實際上他的重量20公頓跟台灣的客運巴士差不多...台灣法規實在是...



事實上 美國很早以前就有純電力公車, 但其主要電力來源是市區的高壓電纜 (嚴格上 稱 無軌電車), 在路網動線上缺乏彈性. 雖然如此, 無軌電車扭力(貼背感)是比柴油公車(+變速箱)強很多...也足以應付舊金山的 直線陡坡..) 而高壓纜線就暫時克服蓄電池電量不足的問題....


(為了要展現舊金山的山坡有多陡. 畫面上的纜車交通工具是以地下鋼索驅動)

回歸正題, 柴油電力公車與自小客 Prius 等油電混合車不同; 柴油電力公車採用序列連結, 柴油引擎事實上只是一台發電機 引擎並沒有直接驅動車輪), 而自小客油電車是屬於並列系統, 引擎與馬達可個別或同時驅動車輛..

而從第一張圖的系統構造來看, 車箱屋頂上有蓄電池, 柴油引擎連結發電機, 而電動馬達連結驅動輪 但與引擎沒有連結. 從車外聽起來, 柴油電力車與一般公車似乎沒有兩樣, 因為發電機會適電力需求(動力 照明 空調等)調整引擎轉速. 而引擎似乎會模擬 "變速箱換檔" 調轉速...

最令人納悶的是, 柴電公車不像油電車一樣停紅燈可以熄火, 轉速甚至比一般引擎怠速還要高, 從外面聽引擎加速的聲音, 引擎轉速沒有直接與車速連結的感覺 有點 "怪怪的" (好像變速箱沒有力) 但是又不像自小客油電車, 只要全力加速就會定在紅線區,又無段式加速那樣.. 柴油引擎畢竟轉速不高, 頂多2000~2500轉而已. 我心想, 只要引擎還在轉 又比怠速還要高 那怎麼會比較省油呢?

=== 以下為乘車感受與心得 ===

原來 柴電公車的引擎只有5,900CC, 相較傳統柴油公車約8,500cc到12,000cc不等, 又具有電動馬達低轉扭力的特性, 使得一般乘客不會覺得公車笨重無力, 甚至比柴油渦輪反應更快. (美國的公車都是自排車, 但是引擎只有4汽缸,渦輪壓縮, 不像台灣的手排公車幾乎都是六缸的, 限速40不知道為什麼要買那麼貴..)

實際站在車上才覺得 引擎聲音是騙人的... 看見司機油門點下去, 引擎轉速還沒上去 車子就出去了...

柴油電力車 規格表 (附加單位換算)
美國柴油電力公車體驗 & 20101204 台灣首都客運油電公車

== 整體表現 ==
美國柴油電力公車體驗 & 20101204 台灣首都客運油電公車

相對增加的造價與購車成本, 短期內是否能從節省的能源開支回收, 還是未知數, 公車司機也反應說 構造越複雜 營運初期還是會遇到小毛病, 或甚至路邊拋錨.... 問他們駕馭的感受就近如何? 他們當然說比較習慣一般的公車, 也說因為加速太過於靈敏, 不好細緻的控制油門踏板 (如我所提 點到油門就出去), 感覺懸吊"軟飄飄的".....

由數據上得知, 電動車的扭力輸出足足是傳統公車的三倍, 而公車系統製造商也宣稱每公升柴油可以多跑 0.4 公里 (1 mpg, 英里/美加侖), 如果每一輛傳統公車油耗每公升跑2~3公里, 則柴油電力車的油耗表現較一般柴油公車提升了25%, 對於響應環保政策 確實是不無小補.

車輛規格出處:
紐約柴油電力車 白皮書 (English)




一年後的今天,我終於搭上首都客運的油電公車了。由於先前在美國紐約搭乘過油電公車,今天試乘首都客運的油電新車有很深切的感受。以下我將短篇敘述這次試乘的心得,以及比較兩地的油電大眾運輸的差別。

今天搭乘的是首都客運「花博一號」,因為平常的通勤路線並沒有配置油電公車,而且班次輪替,中獎的機率就比較少了。

首都客運的油電公車,跟美國紐約的油電公車一樣,引擎全時運轉補充電力,不像Prius 或 Lexus h 系列的車子可以熄火停等紅燈。美國的油電車,運作模式為:柴油引擎只是一個發電機,補充運行所需的電力,並備有太陽能面版進行充電。

首都客運的油電車,電動馬達確實可以獨立推動車輛,但只有在一檔時才是如此。它的「自手排變速箱」,是由電腦踩踏離合器換檔。公車起步時,感覺「引擎怠速」就很會跑了。事實上,幕後的機械原理是,電動馬達從轉速 0 開始就可發揮最大扭力,做為車輛起步的唯一動力。因此扭力接和一定比純手排柴油引擎來的柔順。(VAG福斯的DSG雙離合器變速系統,起步時會自動收放離合器,小補油門,模擬自排車會自動前進)。

而當首都油電車速達到要換到第二檔時,引擎會補油,接合傳動軸開始加速。此後的感受就跟傳統公車一樣了,只不過換檔還是由電腦控制。轉速不會偏高,也不會有司機員因為市區速限,而懶得換高速檔的問題。(大客車、低檔位、引擎轉速高,如果油門收放頻繁,很容易暈車)

一般大車會設有油壓減速器,而在油電公車上,電動馬達帶動車輪,也可以被車輪帶動,成為一個大型發電機。而強調環保概念的油電公車,當然會把電力存回蓄電池使用。 (一般的電動馬達,例如電梯的捲揚機,也都會因為輪軸的慣性而產生電力,但為了保護馬達,這些電力都必須被電阻給消耗掉,轉成熱能;再者,這些熱能還要藉由機房的通風扇來散熱,才能避免故障......)。

先前有提到,美國油電公車,引擎的工作轉速跟行駛速度沒有絕對關係,因為只有電力馬達與傳動軸接合。「發電引擎」停車的時候,為了補足電力,怠速會飄,好像找不到定點,感覺像在空採油門。行駛時為了應付用電需求,轉速幾乎是定在 2,200 轉,感受就像CVT一樣會無段式變速。

相較之下,首都客運的車輛因為機械原理趨近於傳統公車,所以它比較會有「正常怠速」的感覺,甚至怠速時間比一般公車久。這樣的差異並非強調美國的油電車不好,而是強調兩者的差異性為何。美國的油電公車也是值得讚許的,因為他們使用的是純電動動力,所以「發電機」的排氣量只需要 6公升,相較於兩部 BMW 3.0d 的轎車引擎... 而且他們採用更多顆蓄電池,還考慮到太陽能面版發電,機械結構相較複雜許多;坦白講,也蠻常拋錨的.....

油電公車的自手排變速箱,筆者希望會是未來公車發展的趨勢,如此運轉效能一定會比純自排公車好,而且舒適性比較不會因駕駛習慣而異。

2009-08-16 4:59 發佈
文章關鍵字 20101204
PETER 沈 wrote:
美國紐約自2002年...(恕刪)

感謝分享
一直想說油電混合應該用柴油引擎更好
沒想到已經可以實用上路
只是似乎省油及環保的效果還沒特別顯著(才多1mpg)
可能還有待改良
例如電池還使用鉛酸電池未來應該還有很大的進步空間
而且就像樓主提到的怠速柴油引擎還要運轉
這不是電池容量不足就是電力管理系統不夠聰明吧?
美國的油電混合似乎比較喜歡這種較像純電車的油電混合車
也就是引擎只負責發電不驅動
類似雪佛蘭的Volts
這種概念令我驚訝的是在二次大戰時德國就出現過了!
不過當時當然不是為了環保
好像是保時捷公司在研發虎式(或虎王)戰車時研發出的動力方式
應該是以馬達驅動來避開引擎驅動時需要以離合器承受巨大扭力的問題
要省油,併聯才是王道
高速下油耗最省,引擎直接驅動車子,減少能量轉換的耗損
低速時大部分的能量都浪費了,用馬達驅動比較省
但是併聯系統更複雜,成本高
取捨問題吧
stish wrote:
要省油,併聯才是王道...(恕刪)

並聯方式的油電混合確實應該是現在較實用的省油方式之一
但長遠看來應該算階段性產品
因為最終目標還是純電動車可以完全不用油且零排放
只以引擎只負責發電的序列式油電車的好處是電力來源可以不只一個
當電池容量換成夠大時
只要拆除引擎
就是一輛純電動車
美國車廠雖然電動車研究也不晚但油電車技術應該還是落後已經實用好久的日本
所以我想他們乾脆就朝序列式發展吧
請問無軌電車如果要倒車可以和高壓電纜脫勾嗎?
還是說跟捷運火車一樣,路網動線都是固定路線?
PETER 沈 wrote:
事實上 美國很早以前就有純電力公車, 但其主要電力來源是市區的高壓電纜 (嚴格上 稱 無軌電車), 在路網動線上缺乏彈性....(恕刪)
個人以前也在想為啥不乾脆使用引擎發電
然後單純使用純電力驅動車輛
這樣既可解決純電力車的續行力問題又可解決純燃料引擎的燃料費問題(這當然不像電動車那樣環保)
沒想到已經有這種公車,其實這種車最大的好處就是燃料使用比傳統引擎少
續行力又長,麻煩是電力馬達紐力都蠻大的,要像燃料引擎那要控制的精細就要使用更多
電子元件來輔助,相對的故障率或維修就是一大挑戰
其實 這些無軌電車也有引擎 可以離線使用....
缺點是 遇到支線的時候有時候會掉下來
駕駛還得下車把電桿接回去...
(車子動彈不得)..
stish wrote:
要省油,併聯才是王道...(恕刪)


公車都在試區行駛,
速度沒辦法多快,
死以使用純電力行駛,
可能真的比較省~
我去年才搭過這種車說~~
從皇后區某處(忘記了)搭往LaGuardia機場,
那時候並不知道是柴油電力,
只是覺得聲浪聽起來怪怪的~~
當時因為帶著行李要去搭機,
所以就故意等這款新車,
主要是為了他的低底盤設計~
icewalker wrote:
請問無軌電車如果要倒...(恕刪)

拖勾當然是可以,只是通常是拋錨讓後面的車先過。
你有看過台北市的公車在路上倒車嗎?很少吧!
通常是終點佔有迴轉的圓環,讓無軌電車電車轉向。
另外就是他的接電桿很長,可以讓無軌電車在電線正下方以及左右各一個車道的範圍內活動行駛,不像軌道列車那麼沒彈性
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