廣汽集團(tuán)在6月26日舉行的科技日上，發(fā)布了全球首款乘用車用氨發(fā)動機(jī)。很多人可能沒聽過這個東西，其實(shí)氨發(fā)動機(jī)與氫發(fā)動機(jī)、甲醇發(fā)動機(jī)等類似，都是為了實(shí)現(xiàn)的碳中和、碳達(dá)峰的重要技術(shù)。
其實(shí)氨可以看成是氫的載體，大家都知道電解水可以得到氫，而氫可以與氮?dú)夂铣傻玫桨薄０卑l(fā)動機(jī)的優(yōu)勢是，可以液態(tài)氨作為燃料，驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)工作。那為什么廣汽本來就已經(jīng)研發(fā)了這么長時間氫燃料發(fā)動機(jī)，還要搞個氨發(fā)動機(jī)呢？
雖然目前來說，加氫站的建設(shè)已經(jīng)起步，很多地方的加氫站，但在氫的儲存和運(yùn)輸上仍是成本較高的。而氨內(nèi)燃機(jī)優(yōu)勢是在燃料可以用液態(tài)，這就還來儲存和運(yùn)輸上更低的成本。氨不僅資源豐富，而且商用制氨技術(shù)非常成熟，可以結(jié)合可再生能源制取，其次氨行業(yè)有著良好的安全生產(chǎn)記錄，同時在10bar或者-33攝氏度下就可以液化，這個條件可比氫氣液化的-253度好多了，液態(tài)氯易于儲存。同質(zhì)量的液氨儲存成本是液氫的0.2%，所以可以說氨是一個相對理想的石油替代燃料。
(相關(guān)資料圖)
氨發(fā)動機(jī)雖然是首次應(yīng)用于乘用車，但是在別的領(lǐng)域，例如船舶和重卡上早有應(yīng)用。因?yàn)榘钡娜紵y，燃燒速度慢，同時有著NOx 和NH3排放以及動力性低的問題，所以要應(yīng)用在乘用車上并不是這么容易，需要有更巧妙的設(shè)計(jì)，毫無疑問，這點(diǎn)上廣汽在這一點(diǎn)上是解決了。在廣汽集團(tuán)官方新聞中是這么介紹的“利用超高能點(diǎn)火技術(shù)實(shí)現(xiàn)了缸內(nèi)氨燃料的可靠點(diǎn)火，功率達(dá)到120kW。”
廣汽這副氨發(fā)動機(jī)采用的是2.0升的排量，通過預(yù)燃室射流點(diǎn)火、雙噴射系統(tǒng)、超高壓縮比等技術(shù)實(shí)現(xiàn)氨混合氣在氣缸內(nèi)穩(wěn)定燃燒。
從圖上我們可以清晰地看到，這套發(fā)動機(jī)每個氣缸有著兩套噴油嘴，一個是在歧管內(nèi)噴射，一個是在缸內(nèi)噴射，歧管噴射是將少量燃料與進(jìn)入氣缸的空氣在歧管中先進(jìn)行一次混合，然后將預(yù)先混合好的稀薄混合氣吸入氣缸內(nèi)后，缸內(nèi)直噴再將足量的燃料噴入氣缸與吸入的混合氣進(jìn)行再次混合，這里可以有效提升混合氣的混合效率。
同時值得一提的是，官方還介紹了這款發(fā)動機(jī)具有預(yù)燃室射流點(diǎn)火技術(shù)，這個技術(shù)意味著，這款發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)與普通的不一樣，它的火花塞采用的是火焰噴射式的點(diǎn)火，這樣的點(diǎn)火方式對于燃燒效率來說是非常有幫助的，而對于氨這種燃燒難，速度慢的燃料來說，這個技術(shù)更是重中之重，我說的是重要的重。這個技術(shù)瑪莎拉蒂的高性能海神發(fā)動機(jī)中也是有應(yīng)用到。
預(yù)燃燒室與發(fā)動機(jī)的燃燒室不一樣，預(yù)燃燒室的容積非常小，只占整個燃燒室百分之幾，但是它的內(nèi)部有火花塞和噴油嘴，也就是在預(yù)燃燒室內(nèi)部是可以完成一次燃燒的。少量的燃料在預(yù)燃燒室內(nèi)燃燒后，會從預(yù)燃室下方的噴孔噴瞬間出劇烈的火焰，從而點(diǎn)燃整個大燃燒室內(nèi)的混合氣。這相比火花塞的火弧有著更大的點(diǎn)火強(qiáng)度。簡單點(diǎn)說，這個技術(shù)靠的是火焰點(diǎn)火，而火花塞靠的是火花點(diǎn)火。
這也是為什么廣汽解決了氨的燃燒穩(wěn)定性問題的關(guān)鍵。
當(dāng)然，要解決一個新燃料在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒并不是這幾個地方的優(yōu)化就夠了的，在這個氨發(fā)動機(jī)中，相信廣汽還有更多未公布的技術(shù)信息，例如其高壓縮比技術(shù)的具體方式和參數(shù)我們也尚未得知。
但是從中我們不難發(fā)現(xiàn)，無論是氫還是氨發(fā)動機(jī)，其實(shí)在技術(shù)層面與傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)是有著非常大的相似性的，很多人說，現(xiàn)在還在研發(fā)發(fā)動機(jī)還有什么用？要知道，新能源汽車發(fā)展一定是多元化的，而內(nèi)燃機(jī)這種成熟的機(jī)器承載的不僅是現(xiàn)在的需求，也包括了未來多種燃料的使用，例如氫、氨、甲醇、合成汽油等等，所以發(fā)動機(jī)在未來毫無疑問還是會有著非常重要的工業(yè)地位。
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