熱效率大大低于柴油發(fā)動機汽油發(fā)動機的未來展望
世界人口將從2000年的60億增加到2030年的80億,汽車保有量將從1980年的4億輛增加到2010年的10億輛。這對以技術立國的汽車工業(yè)發(fā)達的日本來說意義深遠。但是,汽車工業(yè)的發(fā)展也帶來了一些全球性問題。從汽車角度對氣體排放問題、地球溫暖化問題(CO2濃度增加)、能源問題等現(xiàn)狀進行了分析。對汽油發(fā)動機的未來進行了展望。
減少廢氣排放、輸出功率大、輕量緊湊化、低噪聲、低成本是日本汽車競爭力之源。當務之急是減少CO2排放,換言之是提高燃油經(jīng)濟性。但是,汽油發(fā)動機的熱效率大大低于柴油發(fā)動機是不爭的事實。關于燃油經(jīng)濟性,對熱效率高的柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機進行了比較,從而明確了在泵氣損失、壓縮比、等容度等3方面存在的差異。
泵氣損失①采用氣缸內(nèi)直噴等稀薄燃燒及提高EGR率;②采用氣缸休止系統(tǒng);③采用“阿特金森”循環(huán)等。支撐這些技術的核心技術是可變氣門系統(tǒng)。
提高壓縮比的抑制爆震技術采用氣缸內(nèi)直噴及阿特金森循環(huán)等是有效措施;而且采用稀薄燃燒和增壓相結合的方式也是有效的手段。
提高等容度雖然采用直噴化有一定效果.但是在控制火焰?zhèn)鞑バ螒B(tài)方面需要進行重大改進,尚存在一定的困難。值得注意的是均質壓縮點火(HCCI)技術。
對于未來的汽油發(fā)動機技術,應該解決以下2個具體的課題。
1.直噴式發(fā)動機雖然普及加速,成本也比初期大幅降低,但是與進氣口噴射用噴射器比較,現(xiàn)在價格仍高出幾倍,應進一步降低成本。另外,在抑制沉積物形成等耐久性方面需要改進,希望提高從低流量到高流量的動態(tài)范圍。
2.對于將來最有發(fā)展前途的HCCI發(fā)動機,理論研究階段的原理證明已經(jīng)完成,面向實用化的研究開發(fā)競爭激烈。但是,實用化的目標目前還沒有確定。其原因是有效的點火控制方法尚未確立等。