在舆论大环境中,内燃机似乎是每况愈下,动不动就有被电动替代的“大趋势”,然而,2020年我走访了近20家企业与机构的研发中心,老王发现车企反而更加重视内燃机的发展。
这充分体现了,骂内燃机的和用内燃机的根本是两批人,前者是键盘侠,后者是工程师。
——懂车老王
内燃机领域中,提高热效率是永恒的主题。今天给大家用3个大方向,6个具体措施,分别阐述和展望一下未来内燃机的格局应该是如何“三分天下”。
首先,在这个大标题之下,(我设置了6个子标题,本期我们先说3个)
日产VC-Turbo叫做用机械方式改变真实压缩比的方式
日产的VC-Turbo自然是当仁不让的最有特点,因为这种变种的可变连杆,突破了多数人的认知, 通过实际机械结构来改变压缩比,而且还是无级可调,最关键的是人家还量产了。这车我们今年也测了,油耗和动力能达到一个比较好的平衡,缺点就是体积大而且有点贵,但不影响它的核心优势,就是修正了活塞连杆的角度,使之尽可能为垂直入缸。

而且这种做法是非常前瞻的,因为这套机构除了压缩比可变,还大幅减少活塞侧向拍击噪音,这种黄金比例的多连杆让三缸的某些维度振动的根除成为了可能,如果搭配e-Power技术的VC-Turbo的三缸出炉之后,真的有可能改变内燃机行业格局。

比亚迪骁云发动机(1.5自然吸气NA版本)气门控制的高压缩比
依靠极致的缸盖与发动机循环冷却,通过“硬功夫”降低爆震的国产发动机代表作,非骁云莫属。前一阵子听到某国产品牌工程师抱怨说比亚迪的缸盖IEM(内置排气歧管)是学他们家的,但实际上,内置排气歧管的前辈们多如牛毛,比如EA888 Gen3b、通用LSY等等。他们的内置排气和双出口早就量产。甚至通用2.0T LSY发动机的缸盖还是三出口的。比亚迪骁云是双出口自然也没什么不合适。

但骁云发动机或许在整体做得更加极致,它通过很多方式减少爆震的可能性,比如在中高速较高负荷工况下,比亚迪骁云-插混1.5L发动机设计了“阿特金森循环+高滚流气道+超高压缩比+冷却EGR技术”的燃烧系,可以说是燃烧通路的一条龙大保健,通过使用深度阿特金森循环技术降低发动机缸内温度,采用薄壁厚大流量系数的冷却EGR技术稀释缸内混合气,减少过浓喷油的同时还能燃烧的绝对温度峰值,设计高滚流气道提高缸内混合气燃烧速度,以此来抑制发动机爆震和早燃倾向,实现发动机的高效可控先进燃烧。通过这一系列骚操作,将发动机压缩比提升到了15.5,这是常规内燃机中压缩比比较高的机型了,其他车企也有这个趋势,但都暂时没做到比亚迪这么极致,那么比亚迪发动机质量和耐久度如何?老王还真不敢跟大家作保证,今后做节目我也会反复敲打一下比亚迪,直到比亚迪拿出实锤的技术保证来。

稀薄燃烧——马自达创驰蓝天X有话说
控制爆震在传感器布局方面有粗暴的方法——强势插入
马自达创驰蓝天X系列发动机有话说!这台发动机众所周知,高效率的来源主要是靠着高压缩比来达成的,比如和上一代G系列不同,这一代X系列的活塞冠面设计得更巧妙。

但光有这个还不够,既然说到稀薄燃烧和高压缩比这种设定,实际上光有前面的高响应进气系统是不够的,因为爆震的监测,需要更有效的手段。
内燃机爆震侦测方法一般分直接和间接两种。传统爆震诊断和控制往往是后者,通过测量缸体振动噪声和缸内压力峰值来识别爆震,一定程度上造成了信号的失真,因为通过缸内压力振荡引起的缸体振动的强烈程度来判断的缺点,就是缸体振动会受到车辆的机械传动等其他系统的直接影响,得到的信号不能直接反映爆震信息,这一点缸数越多越明显,这不马自达6缸也要出了么,如果创驰蓝天想平台化,这种做法也算是提前布局了;其次,通过测量发动机噪声的声压级大小来识别爆震也存在着来机械噪声对燃烧噪声的干扰,信噪比较差。所以目前发动机只要没有缸内压力传感器的前面无论是压缩比还是空燃比都不敢调得太高,因为这些参数越高,对信号的灵敏度要求越高。

但马自达为了提高SPCCI的精确度,直接通过传感器测量缸内的情况,这样优点就是比较直观和精确引导控制点火。有了这套系统通过不断观察燃烧室的情况实时补偿和预期结果的偏差,能够确保了持续优化的燃烧。这种设定让马自达SPCCI将压燃区域扩大到了更大的节气门范围,并且实现了压燃和火花塞点火之间的平稳切换。

当然,开头我列了6个子话题,除了日产VC-Turbo\DM-i以及马自达SKYACTIV-X的火花塞辅助压燃以外, 关于预燃烧室和配气机构的变迁,到底底层逻辑又是什么呢?关注老王,下一期我们讲,发动机另3大技术趋势在哪里?
评论·0