前段時間,國外媒體報道了馬自達的新一代發(fā)動機油耗下降30%,當然這個新聞在兩年前已經(jīng)在說,最近可能是研發(fā)進行的比較順利所以放點風(fēng)聲出來刷一下存在感,雖然我們還不知道最終的成果,但我們可以先來看看馬自達究竟是用什么黑科技實現(xiàn)降低30%油耗的。
● 馬自達黑科技到底是什么?
上圖中的λ代表的是過量空氣系數(shù),理論上是指燃燒1公斤燃料所實際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1公斤燃料所需空氣質(zhì)量之比,簡單點來說就是A是剛好完全燒完1公斤汽油的空氣質(zhì)量,B則是實際燃燒這1公斤汽油所供給的空氣質(zhì)量,那么過量空氣系數(shù)λ就是B/A,λ《1時,此時混合氣不完全燃燒,產(chǎn)生的為濃混合氣;λ》1時則為稀混合氣。
人見光夫先生之前在技術(shù)會以及論文上表示馬自達第二階段的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機會使用HCCI技術(shù),而在2016的論文中他表示第二階段發(fā)動機目前還存在一些問題,但已經(jīng)被攻克,如果沒有誤解他的意思,那么馬自達第二階段的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機在2018年年底面世應(yīng)該是沒什么疑問的,而且能夠達到降低30%油耗的設(shè)計目標。
● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)是什么?
HCCI的發(fā)現(xiàn)其實在上世紀30年代就存在,只是當時被認為是不正常的燃燒而受到忽略。直到1973年,日本清潔發(fā)動機研究所的 Onishi等人發(fā)現(xiàn)二沖程單缸汽油機在從空載到中等負荷、轉(zhuǎn)速從 1000r/min~3000r/min 下不用火花塞點火也可以平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。1989年,Thring研究發(fā)現(xiàn)并提出餓了均質(zhì)壓燃(HCCI)這一名詞。
2HCCI有什么好處/HCCI存在的障礙回頂部
● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)有什么好處?
1、較低氮氧化物及顆粒物排放
2、熱效率高
另外HCCI汽油機并不需要節(jié)氣門來調(diào)節(jié)進氣量,一定程度減少了泵氣損失,這對提升熱效率也有幫助。
3、燃燒循環(huán)波動少
● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)的難言之隱
柴油和汽油由于燃料性質(zhì)有區(qū)別,所以柴油HCCI發(fā)動機與汽油HCCI發(fā)動機所面臨以及需要克服的地方都是不一樣的,本文由于篇幅原因這里只說汽油HCCI發(fā)動機所要面臨以及需要解決的問題。
1、著火時刻以及燃燒過程控制
如果發(fā)動機運行工況發(fā)生變化,HCCI發(fā)動機只能依靠改變內(nèi)部溫度、濃度來補償,這樣的話HCCI的瞬態(tài)響應(yīng)就會先天比傳統(tǒng)發(fā)動機弱。
2、可穩(wěn)定運行負荷范圍
3、冷啟動
3HCCI目前的幾種解決方案回頂部
● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)目前幾種解決方案
1、火花塞點火輔助
保留了火花塞點火能夠使得HCCI過程有了更多的控制,火花塞能夠引燃混合氣,這樣就能避免失火現(xiàn)象的出現(xiàn),而且火花塞還能夠控制點火時刻,大負荷情況下也能夠使用傳統(tǒng)的火花塞點燃模式工作,冷啟動也得到了保障,相對而言這是一個比較折中現(xiàn)實的處理方案,也是比較多廠家目前測試的方案。
馬自達如果在第二階段創(chuàng)馳藍天發(fā)動機中使用HCCI技術(shù),這種部分負荷使用HCCI模式、部分負荷使用傳統(tǒng)火花塞點燃燃燒模式也是很有可能的。不過也不排除瘋狂的馬自達已經(jīng)實現(xiàn)了全工況的HCCI技術(shù),不過這個可能性偏小。
2、預(yù)混壓燃
預(yù)混壓燃技術(shù)雖然和HCCI有點區(qū)別,但終究還是采用稀薄燃燒和壓燃,算是HCCI一個分支,這個研究方向也是比較貼近實際。
● 總結(jié)
對于均質(zhì)壓燃,結(jié)合了汽油機和柴油機的優(yōu)勢,在動力和油耗上取得了較好的平衡,但是HCCI確實不是容易攻克的課題,從燃燒控制、點火時刻、運行負荷工況等都是需要逐個克服的障礙,但如果馬自達真的能夠在2018年底亮相搭載HCCI技術(shù)的新發(fā)動機并且進行量產(chǎn),那真的是人類的一個進步,畢竟目前的發(fā)動機節(jié)油技術(shù)已經(jīng)到了一個瓶頸,要有更大的突破就必須使用大的革新技術(shù)。(圖/文:太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒)
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