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RCCI發(fā)動機熱效率達60% 其點火方式可提升熱效率及燃料清潔性

2018-07-06
關(guān)鍵詞: 燃燒 熱效率 RCCI發(fā)動機

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  外媒報道,未來用戶駕駛的車輛可能會搭載反應(yīng)控制壓燃(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)發(fā)動機。該設(shè)備款發(fā)動機概念產(chǎn)品,由威斯康星大學(xué)麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)研發(fā),目前尚處于實驗室研發(fā)階段。然而,該款發(fā)動機或?qū)⑾破鹱兏铩?/p>

  RCCI發(fā)動機的最大熱效率達到60%,這意味著發(fā)動機能將60%的燃料轉(zhuǎn)化為動力。相較于當(dāng)前車輛所搭載的發(fā)動機,該數(shù)值無異于一大進步,要比當(dāng)前柴油發(fā)動機的平均熱效率高出10-15%。在汽油發(fā)動機里,豐田普銳斯搭載的發(fā)動機熱效率達到42%,而Mercedes-AMG F1發(fā)動機的熱效率為50%,均屬于業(yè)內(nèi)熱效率較高的典范。目前,大部分汽油發(fā)動機的熱效率通常為30-40%。

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  為此,RCCI發(fā)動機需要采用兩類燃料:1、低化學(xué)反應(yīng)燃料(low-reactivity fuel),如汽油;2、高化學(xué)反應(yīng)燃料,如柴油。該款發(fā)動機或能使用其它燃料,但汽柴油是其最常用的燃料。反應(yīng)性于燃料的燃燒性有關(guān)。

  RCCI發(fā)動機與標(biāo)準(zhǔn)汽油發(fā)動機,將氣油混合物噴入燃料室中。在進氣沖程中,利用冷起動噴油器(port injector)完成上述操作,而活塞則從頂部死點(top dead center)。然而,獨特之處在于其燃料過程。

  在燃料沖程中,直接注入燃燒器(direct injector)將柴油也混入燃燒室,使氣體、柴油及空氣混合。當(dāng)活塞靠近頂部位置時,再次將少量柴油燃料注入混合物中,進行點火燃燒。該過程名為“冷焰(cool flame)”,因為溫度確實不太高。該點火過程將引燃柴油及氣體混合物,然后再將殘余的氣體點燃。

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  該點火方式可提升燃料的熱效率和燃燒的清潔性。即使柴油燃料在燃燒后有氮氧化合物和煙塵排放,但上述物質(zhì)的含量始終處于低值,因為燃料的混合程度較高。

  盡管聽起來很美妙,但該設(shè)備并非沒有瑕疵。最大的不足是需要實現(xiàn)多燃料系統(tǒng)及分離燃料系統(tǒng),這意味著燃料管線、燃料罐、燃料過濾器需要分離,并需要加注兩次燃料,先加柴油,再加汽油。

  目前,該款RCCI發(fā)動機只是一款有趣的概念品(intriguing concept)。(本文圖片選自motorauthority.com)


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