揭秘馬自達新一代發(fā)動機油耗下降30%的“黑科技”

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量與理論上完全燃燒1公斤燃料所需空氣質量之比，簡單點來說就是A是剛好完全燒完1公斤汽油的空氣質量，B則是實際燃燒這1公斤汽油所供給的空氣質量，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，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年年底面世應該是沒什么疑問的，而且能夠達到降低30%油耗的設計目標。

● 均質充量壓燃燃燒（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、轉速從 1000r/min～3000r/min 下不用火花塞點火也可以平穩(wěn)運轉。1989年，Thring研究發(fā)現(xiàn)并提出餓了均質壓燃（HCCI）這一名詞。

2HCCI有什么好處/HCCI存在的障礙回頂部

● 均質充量壓燃燃燒（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

● 均質充量壓燃燃燒（HCCI）的難言之隱

柴油和汽油由于燃料性質有區(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部溫度、濃度來補償，這樣的話HCCI的瞬態(tài)響應就會先天比傳統(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，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，不過這個可能性偏小。

2、預混壓燃

預混壓燃技術雖然和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

對于均質壓燃，結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。（圖/文：太平洋汽車網(wǎng) 杜慶煒）