"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖3:戴姆勒在2016年發佈的F1汽油發動機的外觀。它採用了預燃室技術。(來源:戴姆勒)


在使用預燃室技術的實驗中,本田能夠採用空燃比接近40的超稀薄混合氣體實現穩定燃燒。與傳統的火花點火發動機相比,燃燒率幾乎翻倍。在2000rpm的轉速和圖示870kPa的平均有效壓力(IMEP)下,最大熱效率達到47.2%。廢氣排放性能也得到提高。在實驗中,氮氧化物(NOx)的排放減少到30ppm。

本田的預燃室技術將命名為“i-CVCC”。 這被看作是在20世紀70年代以Muskey法令世界驚訝的“CVCC(複雜渦流控制燃燒)”的迴歸,CVCC的基礎就是使用輔助燃燒室。

本田在該實驗中採用的預燃室技術是在輔助燃燒室中佈置直接噴射器。採用被稱為主動型的方法中,確保燃燒輔助燃燒室中的稀混合氣體。類似於德國馬勒(Mahle)的開發技術。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖3:戴姆勒在2016年發佈的F1汽油發動機的外觀。它採用了預燃室技術。(來源:戴姆勒)


在使用預燃室技術的實驗中,本田能夠採用空燃比接近40的超稀薄混合氣體實現穩定燃燒。與傳統的火花點火發動機相比,燃燒率幾乎翻倍。在2000rpm的轉速和圖示870kPa的平均有效壓力(IMEP)下,最大熱效率達到47.2%。廢氣排放性能也得到提高。在實驗中,氮氧化物(NOx)的排放減少到30ppm。

本田的預燃室技術將命名為“i-CVCC”。 這被看作是在20世紀70年代以Muskey法令世界驚訝的“CVCC(複雜渦流控制燃燒)”的迴歸,CVCC的基礎就是使用輔助燃燒室。

本田在該實驗中採用的預燃室技術是在輔助燃燒室中佈置直接噴射器。採用被稱為主動型的方法中,確保燃燒輔助燃燒室中的稀混合氣體。類似於德國馬勒(Mahle)的開發技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖4:馬勒提出的主動預燃室技術。

類似於本田的試驗方法。在輔助燃燒室中直接安裝噴射器和火花塞定位。(來源:馬勒)

另一方面,本田也正在對被稱為被動式的預燃室技術進行實驗,而這一技術在輔助燃燒室中沒有噴射器。類似於德國IAV和奧地利AVL提出的方法。

向輔助燃燒室供應燃料則利用了注入汽缸的燃料通過設置在輔助燃燒室中的小孔進入的現象。與主動型相比,省略預燃室中的噴射器可以使成本更低。

然而,被動型不是稀薄燃燒,而是以化學計量空燃比進行燃燒。主要目的是實現高速燃燒時,抑制壓縮比增加時的異常燃燒(爆震)。在本田的實驗中實現了高速燃燒,幾乎是傳統火花點火系統的兩倍。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖3:戴姆勒在2016年發佈的F1汽油發動機的外觀。它採用了預燃室技術。(來源:戴姆勒)


在使用預燃室技術的實驗中,本田能夠採用空燃比接近40的超稀薄混合氣體實現穩定燃燒。與傳統的火花點火發動機相比,燃燒率幾乎翻倍。在2000rpm的轉速和圖示870kPa的平均有效壓力(IMEP)下,最大熱效率達到47.2%。廢氣排放性能也得到提高。在實驗中,氮氧化物(NOx)的排放減少到30ppm。

本田的預燃室技術將命名為“i-CVCC”。 這被看作是在20世紀70年代以Muskey法令世界驚訝的“CVCC(複雜渦流控制燃燒)”的迴歸,CVCC的基礎就是使用輔助燃燒室。

本田在該實驗中採用的預燃室技術是在輔助燃燒室中佈置直接噴射器。採用被稱為主動型的方法中,確保燃燒輔助燃燒室中的稀混合氣體。類似於德國馬勒(Mahle)的開發技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖4:馬勒提出的主動預燃室技術。

類似於本田的試驗方法。在輔助燃燒室中直接安裝噴射器和火花塞定位。(來源:馬勒)

另一方面,本田也正在對被稱為被動式的預燃室技術進行實驗,而這一技術在輔助燃燒室中沒有噴射器。類似於德國IAV和奧地利AVL提出的方法。

向輔助燃燒室供應燃料則利用了注入汽缸的燃料通過設置在輔助燃燒室中的小孔進入的現象。與主動型相比,省略預燃室中的噴射器可以使成本更低。

然而,被動型不是稀薄燃燒,而是以化學計量空燃比進行燃燒。主要目的是實現高速燃燒時,抑制壓縮比增加時的異常燃燒(爆震)。在本田的實驗中實現了高速燃燒,幾乎是傳統火花點火系統的兩倍。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖5:AVL提出的被動型預燃室技術。

在“2019年人與汽車技術展”上展出。IAV也在研究相同的技術。

在重視功率型發動機上配置水噴射


為了提高熱效率,除了預燃室技術之外,本田還在關注的一項技術是“高壓延遲噴射”。將噴射器注入高壓並大幅延遲噴射時間。通常,噴射延遲容易導致不完全燃燒。這是因為縮短了開始燃燒的時間,並且燃料和空氣混合的時間不足。

另一方面,延遲噴射具有增強汽缸中湍流的優點。燃料-空氣混合氣體可能受到燃料噴射動量的干擾,並且可以保持擾動直到燃燒開始時。如果湍流加劇,燃燒會更快。

在延遲噴射的同時,增加噴射器的噴射壓有助於在短時間內混合燃料和空氣。在實驗中,本田將注射壓力從20MPa增加到35MPa,成功地大大延遲了注射時間。

通常情況下,可從活塞在到達下止點之前噴出,延遲到在通過下止點開始上升後噴出噴嘴。具體而言,噴射時間可延遲至BTDC(上止點前)的約30度。減少爆震並提高壓縮比以提高熱效率。

在開發強調熱效率的發動機的同時,本田將開發一種汽油發動機,強調輸出功率達到100 kW / L的特定功率,同時達到最高熱效率高達40%的狀態。此處要強調的就是水噴射技術。

這一技術在提升燃料效率的同時,可增加功率。最近,寶馬使用德國博世的水噴射技術並將其實現了商業化。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖3:戴姆勒在2016年發佈的F1汽油發動機的外觀。它採用了預燃室技術。(來源:戴姆勒)


在使用預燃室技術的實驗中,本田能夠採用空燃比接近40的超稀薄混合氣體實現穩定燃燒。與傳統的火花點火發動機相比,燃燒率幾乎翻倍。在2000rpm的轉速和圖示870kPa的平均有效壓力(IMEP)下,最大熱效率達到47.2%。廢氣排放性能也得到提高。在實驗中,氮氧化物(NOx)的排放減少到30ppm。

本田的預燃室技術將命名為“i-CVCC”。 這被看作是在20世紀70年代以Muskey法令世界驚訝的“CVCC(複雜渦流控制燃燒)”的迴歸,CVCC的基礎就是使用輔助燃燒室。

本田在該實驗中採用的預燃室技術是在輔助燃燒室中佈置直接噴射器。採用被稱為主動型的方法中,確保燃燒輔助燃燒室中的稀混合氣體。類似於德國馬勒(Mahle)的開發技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖4:馬勒提出的主動預燃室技術。

類似於本田的試驗方法。在輔助燃燒室中直接安裝噴射器和火花塞定位。(來源:馬勒)

另一方面,本田也正在對被稱為被動式的預燃室技術進行實驗,而這一技術在輔助燃燒室中沒有噴射器。類似於德國IAV和奧地利AVL提出的方法。

向輔助燃燒室供應燃料則利用了注入汽缸的燃料通過設置在輔助燃燒室中的小孔進入的現象。與主動型相比,省略預燃室中的噴射器可以使成本更低。

然而,被動型不是稀薄燃燒,而是以化學計量空燃比進行燃燒。主要目的是實現高速燃燒時,抑制壓縮比增加時的異常燃燒(爆震)。在本田的實驗中實現了高速燃燒,幾乎是傳統火花點火系統的兩倍。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖5:AVL提出的被動型預燃室技術。

在“2019年人與汽車技術展”上展出。IAV也在研究相同的技術。

在重視功率型發動機上配置水噴射


為了提高熱效率,除了預燃室技術之外,本田還在關注的一項技術是“高壓延遲噴射”。將噴射器注入高壓並大幅延遲噴射時間。通常,噴射延遲容易導致不完全燃燒。這是因為縮短了開始燃燒的時間,並且燃料和空氣混合的時間不足。

另一方面,延遲噴射具有增強汽缸中湍流的優點。燃料-空氣混合氣體可能受到燃料噴射動量的干擾,並且可以保持擾動直到燃燒開始時。如果湍流加劇,燃燒會更快。

在延遲噴射的同時,增加噴射器的噴射壓有助於在短時間內混合燃料和空氣。在實驗中,本田將注射壓力從20MPa增加到35MPa,成功地大大延遲了注射時間。

通常情況下,可從活塞在到達下止點之前噴出,延遲到在通過下止點開始上升後噴出噴嘴。具體而言,噴射時間可延遲至BTDC(上止點前)的約30度。減少爆震並提高壓縮比以提高熱效率。

在開發強調熱效率的發動機的同時,本田將開發一種汽油發動機,強調輸出功率達到100 kW / L的特定功率,同時達到最高熱效率高達40%的狀態。此處要強調的就是水噴射技術。

這一技術在提升燃料效率的同時,可增加功率。最近,寶馬使用德國博世的水噴射技術並將其實現了商業化。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖6:寶馬採用了博世開發的水噴射技術,應用在2016年推出的高性能跑車“M4 GTS”中的直列六缸直噴渦輪汽油發動機上。(來源:博世)


水噴射技術通過將水注入氣缸來降低溫度,從而減小冷卻損失。同時它還有助於抑制爆震。該技術可以在發動機的整個運行範圍內使用,特別是在“滿載”(即設計最大載荷)下提高燃料效率和廢氣性能特別有效。在滿載時,為防止爆震,燃料經常被充分噴射並冷卻至濃燃燒。作為替代,水可用於減少用於冷卻的燃料量。

反過來說,當考慮到燃料消耗性能和廢氣性能,需要降低高旋轉範圍域的扭矩時,可以通過利用水噴射來增加扭矩。本田將水噴射描述為“恢復功率的有效技術”(本田新裡先生)。

朗肯循環廢熱回收,重回發動機室的目標


本田進一步進行研究的是被稱為朗肯循環的廢熱回收技術、本田透露其目標是實現小型輕量化,將廢熱回收至發動機室。該技術已經研究了一段時間,根據分析,大約4%的廢熱能被回收,混合動力車輛的燃料效率可以提高3%以上。


"

本田正在開發的汽油發動機樣機達到了最高熱效率47.2%,如果實現將成為全球最高水平。本田通過活用F1賽車中廣泛採用的預燃室(副燃燒室)技術來實現超稀燃,旨在2020年實現商業化。

本田在2018年推出的雅閣混合動力2.0L汽油車型上實現了40.6%的最高熱效率。在未來,其目標是實現45%的最大熱效率和80 kW / L的比功率。使用預燃室技術的超稀薄燃燒被定位為實現該目標的重要技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖1:2019年F1第5輪西班牙GP賽決賽。

由本田提供動力的阿斯頓馬丁紅牛車隊獲得第三名。發動機採用了預燃室技術。(來源:本田)

在2019年5月的汽車工程學會春季會議上,本田研發第三技術開發室的高級研究員新裡智則先生,發表了面向2030年本田的發動機技術。本田在本次試驗中,相比功耗更加註重了熱效率,據說達到了47%,但“大規模量產時,為了實現與高比功率的兼容,熱效率目標確定在45%左右。” 新裡先生說。

法拉利和戴姆勒在F1賽中採用預燃室


最近,日本汽車製造商的各個公司都在致力於以提高汽油發動機熱效率最大值的開發。在這一領域,本田長期以來一直與豐田汽車競爭世界頂級位置,目前以略低於41%的水平位居豐田之後,這一次本田希望通過預燃室技術實現超稀薄燃燒再次回到領先地位

為了提高熱效率,各公司都在投入超稀薄燃燒技術的開發。與汽油機中常見的理論空燃比(14.7)燃燒相比,燃燒空氣-燃料質量比(空燃比,A / F)超過30的稀薄混合氣體的超稀燃中,熱效率快速提升。另外,如果空燃比可以超過30,則燃燒溫度會降低,並且氮氧化物(NOx)的排放也可以降低。

過去,寶馬和德國戴姆勒已投入實際使用的稀薄燃燒據說空燃比保持在17左右,而氮氧化物排放量往往很高。但另一方面,當混合氣體變得超薄時,會難以點燃並且難以穩定地燃燒。

預燃室技術是本田所關注的一種實現穩定燃燒的方法。該技術將火花塞的尖端放在一個小室(預燃室,副燃燒室)中並點燃。類似於在火花塞的尖端上覆蓋了一個設有小孔的金屬蓋。當混合氣體在預燃室中點燃時,火焰從多個小孔中彈出進入主燃燒室。使超稀混合氣體燃燒的模式接近“多點點火”,從而多個火焰蔓延。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖2:使用預燃室技術形成多點點火的概念圖

火焰從幾個小洞中彈出。此外,當火焰從小孔中彈出時,火焰速度變快也使燃燒變得更加容易。

近年來,預燃室技術已廣泛應用於賽車發動機中。戴姆勒和法拉利已經在F1中領先。本田在F1發動機中也搭載了這一技術,並企圖將其轉向商業用途。在日本,豐田在“WEC(世界耐力錦標賽)”賽車中同樣使用了該技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖3:戴姆勒在2016年發佈的F1汽油發動機的外觀。它採用了預燃室技術。(來源:戴姆勒)


在使用預燃室技術的實驗中,本田能夠採用空燃比接近40的超稀薄混合氣體實現穩定燃燒。與傳統的火花點火發動機相比,燃燒率幾乎翻倍。在2000rpm的轉速和圖示870kPa的平均有效壓力(IMEP)下,最大熱效率達到47.2%。廢氣排放性能也得到提高。在實驗中,氮氧化物(NOx)的排放減少到30ppm。

本田的預燃室技術將命名為“i-CVCC”。 這被看作是在20世紀70年代以Muskey法令世界驚訝的“CVCC(複雜渦流控制燃燒)”的迴歸,CVCC的基礎就是使用輔助燃燒室。

本田在該實驗中採用的預燃室技術是在輔助燃燒室中佈置直接噴射器。採用被稱為主動型的方法中,確保燃燒輔助燃燒室中的稀混合氣體。類似於德國馬勒(Mahle)的開發技術。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖4:馬勒提出的主動預燃室技術。

類似於本田的試驗方法。在輔助燃燒室中直接安裝噴射器和火花塞定位。(來源:馬勒)

另一方面,本田也正在對被稱為被動式的預燃室技術進行實驗,而這一技術在輔助燃燒室中沒有噴射器。類似於德國IAV和奧地利AVL提出的方法。

向輔助燃燒室供應燃料則利用了注入汽缸的燃料通過設置在輔助燃燒室中的小孔進入的現象。與主動型相比,省略預燃室中的噴射器可以使成本更低。

然而,被動型不是稀薄燃燒,而是以化學計量空燃比進行燃燒。主要目的是實現高速燃燒時,抑制壓縮比增加時的異常燃燒(爆震)。在本田的實驗中實現了高速燃燒,幾乎是傳統火花點火系統的兩倍。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖5:AVL提出的被動型預燃室技術。

在“2019年人與汽車技術展”上展出。IAV也在研究相同的技術。

在重視功率型發動機上配置水噴射


為了提高熱效率,除了預燃室技術之外,本田還在關注的一項技術是“高壓延遲噴射”。將噴射器注入高壓並大幅延遲噴射時間。通常,噴射延遲容易導致不完全燃燒。這是因為縮短了開始燃燒的時間,並且燃料和空氣混合的時間不足。

另一方面,延遲噴射具有增強汽缸中湍流的優點。燃料-空氣混合氣體可能受到燃料噴射動量的干擾,並且可以保持擾動直到燃燒開始時。如果湍流加劇,燃燒會更快。

在延遲噴射的同時,增加噴射器的噴射壓有助於在短時間內混合燃料和空氣。在實驗中,本田將注射壓力從20MPa增加到35MPa,成功地大大延遲了注射時間。

通常情況下,可從活塞在到達下止點之前噴出,延遲到在通過下止點開始上升後噴出噴嘴。具體而言,噴射時間可延遲至BTDC(上止點前)的約30度。減少爆震並提高壓縮比以提高熱效率。

在開發強調熱效率的發動機的同時,本田將開發一種汽油發動機,強調輸出功率達到100 kW / L的特定功率,同時達到最高熱效率高達40%的狀態。此處要強調的就是水噴射技術。

這一技術在提升燃料效率的同時,可增加功率。最近,寶馬使用德國博世的水噴射技術並將其實現了商業化。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖6:寶馬採用了博世開發的水噴射技術,應用在2016年推出的高性能跑車“M4 GTS”中的直列六缸直噴渦輪汽油發動機上。(來源:博世)


水噴射技術通過將水注入氣缸來降低溫度,從而減小冷卻損失。同時它還有助於抑制爆震。該技術可以在發動機的整個運行範圍內使用,特別是在“滿載”(即設計最大載荷)下提高燃料效率和廢氣性能特別有效。在滿載時,為防止爆震,燃料經常被充分噴射並冷卻至濃燃燒。作為替代,水可用於減少用於冷卻的燃料量。

反過來說,當考慮到燃料消耗性能和廢氣性能,需要降低高旋轉範圍域的扭矩時,可以通過利用水噴射來增加扭矩。本田將水噴射描述為“恢復功率的有效技術”(本田新裡先生)。

朗肯循環廢熱回收,重回發動機室的目標


本田進一步進行研究的是被稱為朗肯循環的廢熱回收技術、本田透露其目標是實現小型輕量化,將廢熱回收至發動機室。該技術已經研究了一段時間,根據分析,大約4%的廢熱能被回收,混合動力車輛的燃料效率可以提高3%以上。


本田:2020年實現全球最高發動機效率47%


圖7:本田在2006年汽車工程協會上發佈朗肯循環技術概述。如今的目標是實現小型輕量化,將廢熱能回收至發動機室中。(來源:本田)


朗肯循環可以說是一個超小型火力發電廠。代替燃燒煤或LNG,蒸汽由廢氣的熱量產生,並且通過使用旋轉斜盤而不是渦輪機的體積膨脹器將其轉換成旋轉動力。

關於正在開發中的技術,本田通過初級流體分析計算了能量回收效果。基於美國燃油效率測試駕駛模式進行計算,回收能量已達到最大約2000W,並且在行駛時平均達到了幾百W。

此外,本田解釋說,它已經開始開發一種電熱催化劑,以改善冷啟動時的廢氣性能。當催化劑的溫度低時,提供電流以加熱催化劑。這一方向應該主要為了相應歐洲更嚴格的廢氣法規。

"

相關推薦

推薦中...