追求更高热效率本田和马自达技术路线区别

2019-06-20 行业资讯每日侃车

　　发动机的热效率越高，单位燃油所释放的能量就越多，能耗和排放就越少。在如今的节能减排的大目标下，为了让内燃机再为人类多服役一些时间，提高发动机热效率成为各大车厂重点研发方向，其中日系车企在技术方面的追求更有成果。

　　现在大多数发动机热效率在30%~38%之间，部分日系车企可以将热效率做到40%以上。其中丰田的Dynamic Force系列2.5L发动机，热效率为40~41%，搭载在第八代凯美瑞上。本田新款的雅阁混合动力2.0L汽油机实现了40.6％的最高热效率。

　　不过，在技术储备上，本田和马自达都宣布已经在实验室完成了更高热效率的机器。近期，本田宣布发动机样机上达到了47.2%的热效率，而马自达的第二代创驰蓝天技术据称热效率可以达到50%。那么，我们来看看这两家技术控玩家都是怎么实现的？

　　 本田——来自F1赛车的预燃室技术提高空燃比

　　为了提高热效率，本田采用了在F1赛车上广泛使用的预燃室（副燃烧室）技术。与常见的理论空燃比（14.7）的燃烧相比，空燃比超过30的稀薄混合气体的燃烧，可以使热效率快速提升。同时降低燃烧温度，使氮氧化物的排放也可以进一步降低。而当混合气体变得超稀薄时，会难以点燃并且难以稳定的燃烧。本田通过采用F1赛车中的预燃室（副燃烧室）技术来实现超稀薄燃烧。

　　预燃室可以看做是一个把火花塞包裹住，并有许多小孔的金属盖。同时在预燃室中增加一个直接喷射器，确保预燃室中混合气可以燃烧。预燃室中的混合气先被点燃，火焰从小孔中弹出进入气缸。类似于多点点火的形式，可以让气缸中的超稀薄混合气快速燃烧。

　　采用了预燃室的技术，本田能够实现采用空燃比接近40的超稀薄混合气体稳定燃烧。相比较传统的火花塞点火发动机，燃烧速度大大提高。

　　 马自达——第二代创驰蓝天（SKYACTIV-X）汽油压燃技术

　　同样是增大空燃比实现稀薄燃烧，马自达第二代创驰蓝天发动机采用另外一个技术路线——火花塞控制的压燃点火技术。将传统的汽油机火花塞点火和柴油机的压燃点火方式相结合。压燃的点火方式可以使得气缸内的混合气体基本上同时燃烧，即实现真正意思上的均质燃烧，对于燃烧质量提升明显，能够将燃料燃烧更充足，降低了颗粒物的排放和积碳的形成，燃烧也较稳定。不过，汽油机的压燃点火难以控制，易产生爆震。

　　为了解决这个问题，马自达采用火花塞来控制压燃的时机。刚开始先将燃油压力达到300~400bar（为目前直喷发动机喷油压力的两倍）的汽油喷入气缸，喷油量小于正常喷油量，使空燃比远远大于理论空燃比，可以达到36.8:1。而此时缸内大部分为过高空燃比的混合气不能被直接点燃，需要随着压力的升高被压燃。火花塞周围存在一部分较浓的混合气，火花塞点燃这部分混合气，使缸内压力升高从而触发其他混合气压燃。为了提升进气压力，装配一台机械增压器实现进气压力的控制。

　　这项技术在不同工况下，会对点火方式进行改变。高转速工况下，发动机依然采用传统的点火方式进行点火，可以实现压燃和引燃的平稳过渡。

　　 侃弟点评：

　　提高热效率的核心在于提高空燃比，也就是实现所谓的稀薄燃烧技术。我们可以看到，本田与马自达这两项最新技术，空燃比都远大于理论值，让单位燃料接触到更多的空气，就是压榨燃料能量极限的方法。当然，从技术实现的角度看，对于稀薄混合气体压缩的压力值、点燃方式都有更高的要求，两家企业采用了不同的技术路线，侃弟更看好本田的技术方式，理由是结构相对简单、控制系统也没那么复杂，而且在F1上已经得到验证。马自达的技术更理想，燃烧也更充分，但显然控制上更加复杂。

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