節(jié)能減排對于車廠而言是一個永不過時的話題,輕量化工程,低風阻設計以及低滾阻輪胎始衅,鎖止離合器能大范圍鎖止的多擋變速器以及CVT變速器的推廣應有,此外最關鍵的就是發(fā)動機效率的優(yōu)化缭保。
迫于排放壓力汛闸,歐洲車廠率先祭出了渦輪增壓技術,缸內直噴也隨之流行;豐田艺骂、本田依然一步一腳印诸老,獨步江湖的混合動力技術也足以應對能源危機;其他車廠縱使 想研發(fā)混合動力,但為了規(guī)避這兩家企業(yè)的專利也是苦不堪言钳恕,特斯拉則干脆直接造純電動車别伏,一躍成為先進和超前的代名詞。
無論是混合動力還是純電動車忧额,雖然實際體驗不差并且技術日漸成熟厘肮,但終究還沒達到大規(guī)模普及的時機愧口,純電汽車較長的充電時間是一個硬傷,混合動力車型多為轎 車闺酬,尚未裝備到國內紅紅火火的SUV身上。傳統(tǒng)內燃機依舊有潛力可發(fā)掘逃净,創(chuàng)馳藍天和地球夢均給出了各自的優(yōu)化方案瑟捡,但其實還有一項發(fā)動機優(yōu)化技術值得關 注,就是燃料改質發(fā)動機萨羽。
何為燃料改質發(fā)動機?
燃料改質發(fā)動機是指將汽油燃料改質為其他物質以更方便燃燒的發(fā)動機占航。工程師此前曾提出過多種方案,但近段時間更受關注的一種方案是將燃料變成氫并與尾氣再循 環(huán)(EGR)組合的方法钙径。具體而言是使汽油燃料和尾氣通過催化劑變成氫篙介,與吸入空氣混合燃燒;氫的燃燒速度極快,可加快發(fā)動機缸內的燃燒踊嘲,而大量尾氣再循 環(huán)降低了缸內氣體的溫度村肯,同時抑制爆震,以此大幅提高汽油發(fā)動機的熱效率疏菩。
催化劑是改質發(fā)動機提高熱效率的關鍵一環(huán)喊解,但其實與普通汽車發(fā)動機使用的三元催化劑大致相同,主要成分是銠郑诺,從三元催化劑中去掉了鉑和鈀夹姥,無須太高要求的制造工藝。
在豐田發(fā)動機熱效率達到50%的設計藍圖中辙诞,燃料改質技術被視為關鍵一環(huán)辙售。馬自達同樣對燃料改質技術寄予了厚望。本田則是保持觀望狀態(tài)飞涂。日產是對此技術興致 最大的廠商之一旦部,并且也公布了初步的研究成果:在使用單缸發(fā)動機的實驗中其熱效率能提高約6%,這是一個相當了不起的數據较店。
為何關注燃料改質發(fā)動機?
最大的原因還是成本志鹃,能夠以較低廉的成本來提高發(fā)動機的熱效率,并且效果較為顯著泽西。
燃料改質發(fā)動機與普通汽油發(fā)動機造價差異在于催化劑和燃油噴射裝置曹铃,催化劑取決于貴金屬銠的市場價格以及發(fā)動機排量,但以普通家用轎車而言捧杉,增加的成本不超 過1萬日元陕见,折合人民幣600元。按照日產的說法募型,其只需要在普通發(fā)動機的基礎上指晾,加入尾氣再循環(huán)(EGR)的同時改進催化劑和燃油噴射裝置構成的改質器 即可杠尘,這一措施的增加成本并不高,但效果令人驚喜理斜。
眾所周知酗裕,當今發(fā)動機熱效率的提 升基本是以0.1%為單位改進,因為內燃機的效率發(fā)掘逐漸困難伐薯。作為參考弥禀,一向以油耗表現優(yōu)異的第一代和第二代豐田普銳斯,發(fā)動機的最高熱效率為37%诡岂, 而第三代普銳斯的熱效率為38.5%骏芍,第四代普銳斯終于邁入40%行列,從第一代車型到第四代車型登鄙,技術儲備雄厚的豐田在發(fā)動機熱效率中也“僅僅”能提高 3%既憔,當然這已經是一個了不起的數字。
而燃料改質技術對于發(fā)動機熱效率能提升多少?日產在實驗室做出的6%這項數據多少有些理想主義骤公,但正常估算抚官,2%的熱效率提升不成問題,而獲得2%的熱效率 提升付出的成本不過六百人民幣阶捆,可謂是性價比十足耗式。若然這項技術的耐久性實驗取得突破,最快將在2018年可以投入使用趁猴,而日本政府已經在推動燃料改質技 術的實用化刊咳。
如今這項技術遇到什么難題?
燃料改質技術雖然能夠提高效率,但并不是總能發(fā)揮出真正的實力儡司。日產分析的結果顯示娱挨,氫氣的生成量依賴于廢氣的溫度,生成量從400℃以上開始增加捕犬,在 600~700℃達到頂峰跷坝,而在400℃以下幾乎不生成氫氣,因此需要采取措施碉碉,將催化劑配置在廢氣溫度高的地方以生成更多氫氣柴钻。
隨著時間的推移,汽油燃料中少量的硫磺成分會逐漸堆積在催化劑表面垢粮,堆積的硫磺越多淫蜕,催化劑的活性越低,氫氣的轉化率也會隨之降低抬奠。為了解決這個辦法肩检,日產給出了一個方案:在催化劑中添加稀土元素鑭。添加了鑭元素之后蚓绞,可以活化水蒸氣泉疆,促進氫氣生成派料。
暫時來看,對這項技術更感興趣的是日系廠商滑攘,日系車對于發(fā)掘自然吸氣發(fā)動機心得不少腊匆,歐美車廠對此又有何看法?未來這項技術與渦輪增壓技術的融合情景如何,甚至能否搭配混合動力技術也值得關注超璧。
結語
無論是混合動力又好隙趣,純電驅動也好,能夠為消費者提供更優(yōu)秀的體驗便是值得稱贊的廠商涝露。對于燃料改質發(fā)動機技術港遇,若然能解決好耐久性問題楞艾,廠商用較低的成本提高了發(fā)動機效率参咙,而消費者又無須復出高昂使用成本,也算得上是兩全其美的技術變革硫眯。
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