电动车将取代燃油车?日系三强用新技术为发动机续命!

李润泽丨19/6/24丨阅读10165评论(0)

汽车电动化这个话题已经成为了老生常谈的话题,这是因为它目前已经发展为一股不可逆转的大潮流。它的每一次进一步发展都牵扯着不少人的心,这又是因为它的每次进步都意味着内燃机时代的终结又近了一步。


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“环保节能”是电动机异军突起的一大推动因素,虽然我国电力的主要来源还是占比高达70%的火力发电,但是目前我国大部分的火力发电机组的热效率已经达到了40%以上,而目前传统燃油车搭载的内燃机热效率多在35-40%之间。再加上火电站的废气集中处理的效率又远高于燃油车型的分散处理,这就让电动车型坐实了“环保节能”的桂冠。


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不过,燃油车的制造商们并没有停止对内燃机的研发工作。在近期陆续推出了几款在能效转化率上不输电动系统的内燃机技术。

 

本田—预燃室技术提高空燃比

 

本田作为F1赛事的老选手,在发动机研发领域自然是有着一种精益求精的精神。在F1赛车中,各参赛车队为了限定的排量下提升动力表现,多会在发动机上采用预燃室【副燃烧室】技术。而本田最新公布高达47.2%热效率的发动机样机上,就采用了这项技术。


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在内燃机燃烧室内的空燃比【空气和燃料体积比例】往往是常见的14.7,但是通过实验可以得知空燃比越高的混合气体,它们会燃烧地更彻底;但是空燃比的提高即意味着混合气体被点燃的难度也在提高,本田的研究方向便是如何点燃稀薄的混合气体。

 

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预燃室在结构上就像是一个将火花塞包裹住的不密封金属网,内部设置有一个燃油直喷器,燃油在预燃室内被点燃之后,火焰会通过网上的小孔进入充满稀薄混合气体的气缸,进而推动活塞做工。本田通过预燃室技术,目前已经顺利的在样机中点燃空燃比接近40的混合气体,这样就大大提高了发动机的热效率。

 

马自达—压燃技术实现均质燃烧

 

马自达也与本田一样,在发动机研发领域浸淫已久。不过与本田不同的是,虽然目的同为提高热效率,马自达走的路子与本田却是完全不同的两个方向。燃油空气混合气体在传统内燃机气缸内的燃烧,是从火花塞产生的火花开始,进而蔓延至整个气缸,但是这种燃烧方式会由于气缸内气体浓度的不均一影响,导致燃烧不完全,以至于热效率受到很大的限制。

 

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马自达的思路便是通过柴油机气缸内的压燃方式,让汽油内燃机气缸内的混合气体达到真正意义上的均质燃烧,提升燃烧过程的稳定性以及燃油燃烧的彻底性,降低了燃烧中产生的污染。


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而汽油压燃的潜在爆震可能性,马自达则是用以下思路解决:首先用较高压力将较少燃油喷入气缸,使缸内空燃比为36.8,而位于喷油嘴附近的火花塞将会点燃附近浓度较高的燃油混合气体,使气缸内部压力上升将剩余混合气体压燃。

 

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这款发动机被马自达命名为第二代创驰蓝天(SKYACTIV-X),它在实验条件下的热效率已经接近了50%,同时动力表现与同排量发动机相比会更加的优秀,海外版的新款马自达3已经搭载上了它。

 

日产—可变压缩比提升动力表现

 

日产与前两位选手不太相同,它所推出的名为VC-TURBO的新发动机热效率并不算太高【目前为38%】,但是它的优势是能用更小的综合油耗做到更优秀的动力输出。


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日产是通过改变压缩比来达成这一目标的,在高负荷用低压缩比提高动力,在低负荷时用高压缩比降低油耗,同时兼顾了低油耗和高性能。而日产便是在发动机活塞连杆一级曲轴之间加入了一个L型连杆,通过一个电机改变L连杆的角度以改变活塞的运动止点,从而改变发动机的压缩比。


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这种技术给车辆带来的实际改变便是,在搭载了这款发动机的新天籁上,百公里实测综合油耗为8.6L,不算特别的省油;但是带来却是6.42s的百公里加速,远超这个油耗的同级发动机的动力输出。

  

总结

 

历经近200年的内燃机,在21世纪面对着自己自诞生以来的最大挑战,电动化的巨大冲击让不少人都开始鼓吹内燃机的时代即将结束。但是内燃机领域这些相继诞生的新技术又强烈显示着其强大的生命力。试问,倘若内燃机的热效率能够更进一步,电动机真的能将内燃机从汽车的舞台上淘汰吗?


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李润泽 [12缸编辑]
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