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RCCI发动机热效率达60% 其点火方式可提升热效率及燃料清洁性

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外媒报道,未来用户驾驶的车辆可能会搭载反应控制压燃(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)发动机。该设备款发动机概念产品,由威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)研发,目前尚处于实验室研发阶段。然而,该款发动机或将掀起变革。

RCCI发动机的最大热效率达到60%,这意味着发动机能将60%的燃料转化为动力。相较于当前车辆所搭载的发动机,该数值无异于一大进步,要比当前柴油发动机的平均热效率高出10-15%。在汽油发动机里,丰田普锐斯搭载的发动机热效率达到42%,而Mercedes-AMG F1发动机的热效率为50%,均属于业内热效率较高的典范。目前,大部分汽油发动机的热效率通常为30-40%。

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为此,RCCI发动机需要采用两类燃料:1、低化学反应燃料(low-reactivity fuel),如汽油;2、高化学反应燃料,如柴油。该款发动机或能使用其它燃料,但汽柴油是其最常用的燃料。反应性于燃料的燃烧性有关。

RCCI发动机与标准汽油发动机,将气油混合物喷入燃料室中。在进气冲程中,利用冷起动喷油器(port injector)完成上述操作,而活塞则从顶部死点(top dead center)。然而,独特之处在于其燃料过程。

在燃料冲程中,直接注入燃烧器(direct injector)将柴油也混入燃烧室,使气体、柴油及空气混合。当活塞靠近顶部位置时,再次将少量柴油燃料注入混合物中,进行点火燃烧。该过程名为“冷焰(cool flame)”,因为温度确实不太高。该点火过程将引燃柴油及气体混合物,然后再将残余的气体点燃。

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该点火方式可提升燃料的热效率和燃烧的清洁性。即使柴油燃料在燃烧后有氮氧化合物和烟尘排放,但上述物质的含量始终处于低值,因为燃料的混合程度较高。

尽管听起来很美妙,但该设备并非没有瑕疵。最大的不足是需要实现多燃料系统及分离燃料系统,这意味着燃料管线、燃料罐、燃料过滤器需要分离,并需要加注两次燃料,先加柴油,再加汽油。

目前,该款RCCI发动机只是一款有趣的概念品(intriguing concept)。(本文图片选自motorauthority.com)

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