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马自达“没钱”投入电动车另辟蹊径 全新HCCI发动机油耗再降30%

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导读: 全球汽车制造商都在与高风险、高成本费力周旋,为了开发出更高效的车辆,几年来内燃机技术中的最大突破,似乎是来自业内较小公司。

马自达“没钱”投入电动车另辟蹊径 全新HCCI发动机油耗再降30%

全球汽车制造商都在与高风险、高成本费力周旋,为了开发出更高效的车辆,几年来内燃机技术中的最大突破,似乎是来自业内较小公司。

日本马自达汽车公司已经慢慢赶上全球竞争对手,开发了一种使用压燃点火技术点燃汽油发动机,节省燃料的进步被认为是高效汽油发动机的圣杯。随着全球排放法规越来越严格,马自达的技术不仅可以延长内燃机的使用寿命,还可以改善“更环保”的发动机,因为它们可用于生产更高效的汽油混合动力和插电式混合动力车辆。马自达本周将在东京车展上展示Skyactiv-X技术,计划在2019年推出该款发动机,汽车制造商表示, 比起Skyactiv-G发动机,燃油效率要提高30%,这已经是市场上最省油的汽油发动机之一。

“我们的资源有限,所以与大型汽车制造商不同,我们没有一系列选择来投资研发资金。”马自达监管发动机开发的执行官Mitsuo Hitomi说,“这就是为什么我们押注这项技术。..我们决定不管发生什么,我们都将开发这种引擎。”Hitomi在公司广岛总部的采访中告诉路透社。马自达每年车辆销量约160万辆,仅占全球汽车销售额的一小部分,其研发预算大约是丰田汽车公司(7203.T)的十分之一。

许多拥有大量支出预算的汽车制造商,已大量投入开发新的动力总成技术,包括汽油混合动力车、电动汽车和燃料电池车,作为汽油和柴油车辆的有效替代品。但马自达认为,这种发动机是减少碳排放的更好方法,而不是以化石燃料发电为主的汽车。其最新技术是均质压燃(HCCI)技术的一个变体,结合了汽油发动机的清洁燃烧性能和柴油发动机的燃油经济性,打造出一种高效、强大的发动机。

需要精确时间

马自达工程团队在2011年推出Skyactiv-G发动机之后,就开始着手开发新引擎。从一开始,解决平衡性能所需的多个变量与成功的压缩点火,是一个非常复杂和令人沮丧的挑战,无数次团队想放弃Hitomi说。通用汽车(GM.N)、本田汽车司(7267.T)和其他汽车制造商的工程师们也考虑了如何开发一种经济有效的方法,来控制HCCI工艺,这需要在发动机室内进行精确定时以实现高效点火。Hitomi和他的团队提出了一个相对简单的解决方案 —— 为了方便无火花点火,使用火花塞点燃室内的高压“火球”来压缩燃油和空气的超稀混合物。该过程通过精确地监测燃烧室中的每个运动来控制,使得能够在进气阀允许空气被吸入室中时看到火球被点燃。

通用汽车研发部经理Paul Najt对此表示赞赏。通用2007年展示了早期HCCI原型机。

通用汽车已经应用HCCI技术开发小型涡轮增压发动机,但Najt表示,由于成本问题,汽车制造商目前还没有开发一个完整的系统。同时,通用已经发布了汽油混合动力车和其它电动车。

‘怪物发动机’

Hitomi表示,马自达的火花塞突破是在两年前的危机时期发生的,当时开发团队向他展示了引擎的早期演绎。

他说:“它有这么多的部分,就像单独控制可变气门正时以及进气和排气水平一样,它已经成为怪物发动机,”生产成本太高。

然后,该团队进行大规模“手术”以简化发动机,使用火花塞实现均匀的压缩点火过程,并剥离不必要的功能。

现在,Skyactiv-X发动机与Skyactiv-G相比,只需要三个关键部件:缸内传感器来监测燃烧过程,一个高压燃油系统,以产生最佳的燃料组合和一个增压器。

新发动机的成本“落在汽油和柴油发动机之间”,Hitomi说。麻省理工William Green教授与美国汽车制造商的HCCI开发团队合作,表示比起混合动力车,Skycompiv-X的效率提升有限,但长期潜在收益可能电动车要高。汽车制造商寻找便宜节油替代品来赢得客户,且不需要电池充电时间或基础设施。“它具有简单直观的优点,不贵还实用。还有很多这样的优势。”

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