油耗再降30%！馬自達(dá)要搞的黑科技是什么？

　　【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 技術(shù)學(xué)堂頻道】前段時(shí)間，國(guó)外媒體報(bào)道了馬自達(dá)的新一代發(fā)動(dòng)機(jī)油耗下降30%，當(dāng)然這個(gè)新聞在兩年前已經(jīng)在說(shuō)，最近可能是研發(fā)進(jìn)行的比較順利所以放點(diǎn)風(fēng)聲出來(lái)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(lái)看看馬自達(dá)究竟是用什么黑科技實(shí)現(xiàn)降低30%油耗的。

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● 馬自達(dá)黑科技到底是什么？

　　上圖中的λ代表的是過(guò)量空氣系數(shù)，理論上是指燃燒1公斤燃料所實(shí)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(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)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(shí)際燃燒這1公斤汽油所供給的空氣質(zhì)量，那么過(guò)量空氣系數(shù)λ就是B/A，λ<1時(shí)，此時(shí)混合氣不完全燃燒，產(chǎn)生的為濃混合氣；λ>1時(shí)則為稀混合氣。

　　人見(jiàn)光夫先生之前在技術(shù)會(huì)以及論文上表示馬自達(dá)第二階段的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)使用HCCI技術(shù)，而在2016的論文中他表示第二階段發(fā)動(dòng)機(jī)目前還存在一些問(wèn)題，但已經(jīng)被攻克，如果沒(méi)有誤解他的意思，那么馬自達(dá)第二階段的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)在2018年年底面世應(yīng)該是沒(méi)什么疑問(wèn)的，而且能夠達(dá)到降低30%油耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)是什么？

　　HCCI的發(fā)現(xiàn)其實(shí)在上世紀(jì)30年代就存在，只是當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是不正常的燃燒而受到忽略。直到1973年，日本清潔發(fā)動(dòng)機(jī)研究所的 Onishi等人發(fā)現(xiàn)二沖程單缸汽油機(jī)在從空載到中等負(fù)荷、轉(zhuǎn)速?gòu)?1000r/min～3000r/min 下不用火花塞點(diǎn)火也可以平穩(wěn)運(yùn)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。

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● 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(jī)并不需要節(jié)氣門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，一定程度減少了泵氣損失，這對(duì)提升熱效率也有幫助。

3、燃燒循環(huán)波動(dòng)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(dòng)機(jī)與汽油HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)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(shuō)汽油HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)所要面臨以及需要解決的問(wèn)題。

1、著火時(shí)刻以及燃燒過(guò)程控制

　　如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)生變化，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)只能依靠改變內(nèi)部溫度、濃度來(lái)補(bǔ)償，這樣的話(huà)HCCI的瞬態(tài)響應(yīng)就會(huì)先天比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)弱。

2、可穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷范圍

3、冷啟動(dòng)

● 均質(zhì)充量壓燃燃燒(HCCI)目前幾種解決方案

1、火花塞點(diǎn)火輔助

　　保留了火花塞點(diǎn)火能夠使得HCCI過(guò)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(diǎn)火時(shí)刻，大負(fù)荷情況下也能夠使用傳統(tǒng)的火花塞點(diǎn)燃模式工作，冷啟動(dòng)也得到了保障，相對(duì)而言這是一個(gè)比較折中現(xiàn)實(shí)的處理方案，也是比較多廠家目前測(cè)試的方案。

　　馬自達(dá)如果在第二階段創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)中使用HCCI技術(shù)，這種部分負(fù)荷使用HCCI模式、部分負(fù)荷使用傳統(tǒng)火花塞點(diǎn)燃燃燒模式也是很有可能的。不過(guò)也不排除瘋狂的馬自達(dá)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全工況的HCCI技術(shù)，不過(guò)這個(gè)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(diǎn)區(qū)別，但終究還是采用稀薄燃燒和壓燃，算是HCCI一個(gè)分支，這個(gè)研究方向也是比較貼近實(shí)際。

● 總結(jié)

　　對(duì)于均質(zhì)壓燃，結(jié)合了汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)勢(shì)，在動(dòng)力和油耗上取得了較好的平衡，但是HCCI確實(shí)不是容易攻克的課題，從燃燒控制、點(diǎn)火時(shí)刻、運(yùn)行負(fù)荷工況等都是需要逐個(gè)克服的障礙，但如果馬自達(dá)真的能夠在2018年底亮相搭載HCCI技術(shù)的新發(fā)動(dòng)機(jī)并且進(jìn)行量產(chǎn)，那真的是人類(lèi)的一個(gè)進(jìn)步，畢竟目前的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油技術(shù)已經(jīng)到了一個(gè)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(chē)網(wǎng) 杜慶煒）