汽油机实现压燃会遇到哪些问题?
虽然燃油经济性提升的很明显,但实现HCCI技术也面临着诸多问题,例如,通用的HCCI试验样机怠速转速最低只能下探到800rpm(一般乘用车在600-700rpm左右),并且发动机转速到达3000rpm后,噪音会非常巨大。相比传统汽油机,其颗粒物排放会增加,需要加装专门的颗粒物捕捉器;需要进一步强化废气再循环系统EGR等等。
面对未来逐渐严苛的排放法规,很多车企都知道HCCI是节能减排的一项“黑科技”,它在传统汽油发动机的基础上能压榨出更多的燃效。不过,由于压燃控制稳定性、NVH问题、颗粒排放物、废气进行再循环等等一箩筐的问题,HCCI一直是让车企们望而却步的高冷科技。
马自达如何实现了汽油机压燃?
就在大家对HCCI的技术已经快丧失信心的时候,马自达站了出来说:“2019年,新一代的SKYACTIV-X发动机将会实现HCCI汽油机压燃技术!”
前面我们提到过,通常说的HCCI全称是Homogeneous Charge Compression Ignition,然而马自达对“HCCI”的解释有所不同,他把其中的“CCI”解读为Controlled Compression Ignition,即可被控制的压燃点火燃烧技术。这其中又有什么“讲究”呢?
-火花塞是秘密!
通用和奔驰的HCCI技术方案是可行性相对较高的一种,也就是保留原先的火花塞,在适合汽油压燃的工况下进行压燃点火,而在冷启动和高转速等工况下,采用火花塞点火,这就像两名接力跑队员,分别负责不同的赛程。
马自达的SKYACTIV-X发动机也是基于上述同样的原理,拓宽了压燃本身有限的工作区间。在此基础上,马自达进一步挖掘了火花塞的潜能,使之成为压燃点火的控制器,从而更好地实现了火花塞点火与压燃点火之间的无缝切换,因此马自达也称之为SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)火花控制压燃技术。
-是否还能叫“自然吸气发动机”?
前面提到,压燃汽油机实现稀薄燃烧需要更大的空燃比,也就是说要泵入更多的空气,然而目前的创驰蓝天发动机大多为自然吸气形式,很难在全部工况下都能满足发动机所需的空气量,怎么办?马自达选择加装了专门的空气供给单元(air supply unit),所以某种意义来说,它已不再是自然吸气发动机了。
电动增压器似乎在汽车上应用的越来越多,例如奥迪SQ7上的4.0T V8柴油机和奔驰最新一代的3.0T直六发动机(M256)上均加装了电动增压器,但它们的作用更多的是为了消除涡轮迟滞现象。奔驰M256发动机的电动增压器来自于供应商博格华纳。
- 比小排量涡轮增压车型有更强的加速性?
创驰蓝天之父人见光夫曾用几页PPT论证了自然吸气发动机的潜能还很大(马自达几页PPT吊打小排量涡轮和电动车),虽然后来马自达生产了2.5T汽油发动机,打破了不做涡轮增压发动机的誓言,但对于新一代的创驰蓝天发动机,马自达仍旧不会走小排量增压的路线。
马自达官方技术视频解析如下: