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奔驰和通用都玩不转的HCCI,马自达凭什么能搞定?科技说

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即便如斯,这个问题要处理好仍然很是难。十年前奔跑、通用的样机,采用的就是这种工做模式,但仍然至今未能量产。这此中的难点,“均质压燃”本身曾经根基获得处理——至多正在适合HCCI的工况下,均质压燃曾经能够实现。搅扰HCCI汽油机量产的另一点,则落正在了压燃工况和火花塞焚烧工况两种工况的选择和跟尾上。

其次则是震动取乐音。柴油机震动乐音大是的,即即是目前优良的柴油机也不破例。这种机械放正在奢华车上,能够通过震动均衡取隔音降噪来处理,但放正在成本无限的低档车上,它取汽油机的劣势仍是较着的。柴油机的震动、乐音是由于油吗?当然不是。焦点仍是高压缩比、压燃这种布局特征的本性。换成汽油当前,HCCI能规避这一问题吗?至多这个问题昔时通用没处理。并且从理论上,它要处理起来也确实很难。马自达可否实处理了,也有待察看。

虽然都属于压燃,但HCCI的压燃模式取保守柴油机的压燃模式完全分歧。由此涉及的喷油体例、夹杂气的夹杂体例、空燃比、压缩比、EGR的配比等等都分歧。因为HCCI属于低温燃烧,它的焚烧时点受进气温度的影响很大。而且正在分歧工况下,HCCI的难度都差别很大。例如正在低负荷取高负荷形态下,HCCI就很难抱负工做。特别是高负荷工况,迄今为止仍然是搅扰HCCI量产使用的“国际性难题”。

其实要说起HCCI这个概念,逃溯起来还不止十年。上世纪九十年代初,这一思绪就被提出来过,只不外那时候工程师想到的,还只是用它来改变保守柴油车的工做体例。没错,HCCI最早、亦或者正在相当长时间内,一曲被视为将是柴油策动机的性手艺。

无论若何,我们对于马自达、甚至人见光夫如许怯于开辟、斗胆测验考试的精力仍是要死力点赞的。至多从第一代创驰蓝天表示出的结果来看,马自达现阶段正在策动机手艺范畴的立异,无论思绪仍是标的目的都要比昔时玩转子靠谱得多。我们也更情愿相信,第二代创驰蓝天确实如人见光夫说的那样将HCCI玩转了——不只极其高效、动力响应超好、输出平顺,并且排放低、震动乐音不大,同时成本还完全可控。

我们都晓得,正在手艺研发范畴,越是大厂,策略往往会越趋于保守,而相对而言小厂则能够“斗胆”一些(由于它们比拟大厂更“输得起”)。奔跑取通用正在HCCI范畴研发多年而未果,大略取HCCI的“问题>劣势”,而且处理起来或难渡过大、或成本过高相关。马自达正在十年后颁布发表要将此手艺率先量产,手艺范畴的立异我们相信,但同时马自达正在手艺范畴的“敢为全国先”这种精力,生怕也是始做俑者之一。要否则,昔时谁都不敢玩的转子(策动机),为什么只要马自达敢用正在量产车上?

没错,这个HCCI的环节。也是比来人们提到HCCI说的最多的——通过“压燃”来处理这种“极端稀燃”的问题。一旦汽油策动机通过“压燃”实现了极端“稀燃”,它的效率就能好像马自达宣传的那样,最佳燃效冲破50%,理论百公里油耗(常规车辆)3升多……

要降低空燃比很简单啊?少喷油不就行了吗?归根结底确实是少喷油,但一个根基前提是你要能“点燃”这么稀的夹杂气。我们晓得,常规汽油机都是靠火花塞焚烧的。只要14.7:1的空燃比,火花塞才能顺畅焚烧。当初FSI提出稀燃概念后,曾伴跟着“分层燃烧”的概念。为何要“分层燃烧”,其实素质就是夹杂气太“稀”的下焚烧坚苦。想想,当初FSI“不那么稀”都焚烧坚苦,放正在第二代创驰蓝天“稀成如许”,不是更坚苦吗?

这看起来简直是相当牛叉的黑科技。不外这里有个让人非常的工具。HCCI良多人确实是第一次传闻,但其实这玩意十年前就有人正在玩儿了,并且玩儿的都是业界大腕儿。例如奔跑,2007年就正在法兰克福车从上展出过采用此类手艺的F700概念车;通用也研发过一台2.2L的HCCI策动机。从其时的宣传来看,这两家拿出的“样机”也都是超等高效的。然而十年过去,这些大腕儿级的先行者面临这一手艺的都“不了了之”,为何十年后却让马自达正在量产的道上抢了先?实的是人见光夫这个手艺狂人实好像乔布斯、马斯克一般,有什么超等过人之处吗?

区别于汽油机靠火花塞焚烧燃烧,柴油机的“焚烧”是靠“压燃”的。即进入气缸的空气正在被极端压缩的下本人发生高温高压,此时再通过喷油器喷入雾化柴油,正在高温高压下自行燃烧。这种工做体例,能够让策动机具有更高的压缩比和空燃比,从而提拔燃效。柴油机的燃效远高于汽油机,根源也正在于此。

工程师热衷于研发柴油HCCI,焦点目标其实并不是燃效,而是排放。大师都晓得公共柴油车的“排放门”。公共为什么要用做弊软件?这其实折射出了保守柴油机手艺的一个“环保硬伤”——正在成本可控的下,要想实现肆意工况下氮氧化物排放达标,这几乎是不成能的。HCCI则能够处理这个问题,由于HCCI采用的是低温燃烧手艺,能够大大削减空气中氮和氧的“反映”,从而大幅度降低尾气中氮氧化物的浓度。

事理好理解,燃油“越稀”,参取燃烧的空气比例就越多,燃烧就越充实,理论上燃效就越高。我们都晓得常规策动机的空燃比:14.7:1。马自达的这个第二代创驰蓝天是几多呢?怠速时只要36.8:1,比常规比例“稀了”2.5倍,够夸张了吧?

起首仍然是“跟尾”能否实如PPT描述的那么完满。我们晓得,理论上是一回事,现实上是另一回事。按照马自达的引见,它的第二代创驰蓝天策动机,正在低速、中速和高速工况下,采用的工做模式均分歧。这里面不但是涉及到火花塞焚烧取压燃的切换,并且还涉及到压缩比的变化、喷油体例的变化、进气模式的变化等等。如斯复杂的切换,对应到现实体验上会不会让人感受“怪怪的”,这仍需要察看。现实上,这也是浩繁HCCI研发上的主要难点之一。若是马自达的第二代创驰蓝天,实能好像它PPT描述的那么好,即加快响应性以至跨越小排量涡增,并且凹凸速无缝跟尾,那这实算得上是“汗青性”的创造了。

当然,处理均质压燃毫不仅仅正在于火花塞手艺的立异。包罗进气的切确(马自达采用电控空气泵,即雷同于电涡轮的工具)、燃烧室外形的设想、喷油的设想、EGR的等等。总之,马自达敢于喊出2019量产,这个策动机“可以或许一般运转和实现动力输出”,这该当是曾经没啥问题了。