[汽車之家 發動機技術] 就在不久前,依舊籠罩在排放門陰影中的大眾集團拋出了“在一起2025”戰略,表示在未來將電動車作為主力產品,同時德國的一些專家和政府官員們也認為,如果德國想在2030年達到既定的環保目標,就必須在國內禁售內燃機車。一時間,曾經發明了汽車的德國人似乎已將我們最愛的內燃機判處了“死緩”,難道內燃機就真的無可救藥了嗎?顯然,比德國人更加固執的日本人并不這么認為。
● 電裝的2025計劃
最近2025這個年份熱度很高,不僅僅有“中國制造2025”、大眾的“TOGETHER- Strategy 2025”,日本的零部件巨頭電裝(DENSO)也在不久前發布了名為ECO VISION 2025的發展戰略。在談到如何提升車輛的環保水平時,電裝表示將通過技術層面的努力,讓內燃機的二氧化碳排放量在2025年降至2012年水平的一半。電裝準備如何實現這個目標呢?
- 提升燃燒效能:超稀薄燃燒
怎樣提升燃料效能?淺顯地講,首先是要完全燃燒掉每次噴射的所有燃油,但這只是一個美好的愿望,在現實情況下是不可能實現的,因此人們提出了稀薄燃燒這一技術理念。通過稀薄燃燒技術,可以提高內燃機的熱效率,同時降低有害氣體的排放。
然而,對于現有的發動機技術結構來說,超稀薄燃燒會帶來很多問題,其中一個比較顯而易見的問題就是點火困難。為此,電裝正在開發與之相配套的點火技術,大家對于電裝品牌的火花塞應該并不陌生,而電裝在點火技術方面也確實有著很強的技術實力。相關的負責人表示有關超稀薄燃燒的開發已經完成了一大半,相信我們在2025年很有希望看到這一技術的量產。
- 提升尾氣凈化效率:改進的催化器
目前,影響尾氣凈化效率和效果的因素主要有兩點:尾氣流經催化劑的速度以及催化劑的溫度。在電裝看來,目前的三元催化器結構設計還需要進一步改進,尾氣在催化劑接觸停留的時間不均或是太快,就會導致效率難以提升。此外,當車輛剛剛啟動、催化劑沒有達到最佳工作溫度時,也會導致對于有害廢氣處理效果不佳。
電裝的工程師將催化器內部的結構進行了優化,以控制尾氣在內部的流速,使得尾氣與催化劑有充分的接觸時間和接觸面積;在冷車時,電裝希望通過電加熱的方式對催化劑進行預熱,使其盡快到達工作溫度。通過這兩種方法,就可以有效提升尾氣的凈化效率,并且這些技術已經通過了電裝內部的試驗,達到了令人滿意的效果。
- 能源再生:利用尾氣熱能
我們都知道,發動機排出的尾氣溫度通常在500-600℃,因而蘊藏著非?捎^的熱能,但通常這些能量都隨著尾氣的排放而被白白浪費掉了。電裝正在計劃在尾氣處理系統后端加入電熱轉換裝置,將熱能轉化為電能加以利用。另外,腦洞大開的日本人還在設想開發一種存儲熱能的設備,用于發動機啟動時“暖機”,讓發動機快速升溫至工作溫度。
● 豐田:不斷挑戰更高熱效率
與電裝同屬于豐田集團的豐田自動車,同樣執著于對內燃機熱效率的提升,雙方在這方面也會有大量的合作。作為主機廠,豐田不僅需要進行技術開發,更要將各種技術結構應用到量產的車型產品中。同時,和電裝一樣,豐田也認為內燃機的潛力遠遠沒有到達極限,前不久他們公布了將挑戰汽油機50%的熱效率,同樣將超稀薄燃燒視為成功的關鍵,同時豐田也在考慮為汽油機加入HCCI(均質預混合壓燃)技術,也就是讓超高壓縮比的汽油發動機像柴油機一樣壓燃。
● 其它日本品牌
與豐田類似,日本的其它汽車品牌也對內燃機熱效率的提升抱有樂觀的態度。極富個性的馬自達將在第二代創馳藍天汽油發動機上嘗試高達18:1的壓縮比以及稀薄壓燃等技術,進一步提升發動機的燃效;而本田重啟渦輪增壓路線的代表作之一,十代思域上那臺代號為L15B的1.5T發動機,一經推出就成為渦輪增壓汽油發動機的熱效率之王。
總結:
關于未來的技術路線,位于地球兩端的汽車企業有著各自不同的觀點,這本是一件很正常的事。不論是推廣電動技術,還是挖掘內燃機的潛力,大家的目的都是為了讓未來的交通更加環保。當然,企業的技術路線往往也與各自的利益密切相關,但不論如何,可以讓世界更美好,多幾種選擇不是更好嗎?當然,我更愿意投內燃機一票。(文/圖 汽車之家 張戈)
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