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RCCI 技术从实验室开发走向试验车测试 |
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| http://cn.newmaker.com
10/10/2014 10:30:00 AM
佳工机电网
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燃料反应活性控制压燃技术（RCCI）是一项新的发动机燃烧技术，可以帮助提升燃料效率并降低废气排放。目前， 这项技术已经从实验室研究阶段进入到试验车测试阶段。
RCCI 在燃烧循环的初期利用两种具有不同点燃活性的燃料混合来实现。发动机首先将活性较低的汽油喷射到燃烧室内，提高油气混合程度，然后高活性的柴油再直接喷射到燃烧室中，实现压燃自动点火。目前，研究人员还在尝试采用天然气和乙醇来替代汽油用于实现RCCI 技术。
“RCCI 通过改变燃料喷射时机以及燃料的配比使发动机在多种工况下实现最优燃烧，”美国威斯康星大学麦迪逊分校发动机研究中心副研究员Reed Hanson 博士在接受本刊采访时表示。
威斯康星大学RCCI 研究小组是由威斯康星大学机械工程教授、发动机研究中心柴油机研究联盟Rolf Reitz 博士带领，Reed Hanson 博士则是该研究小组的研究成员之一。
“当发动机的转速较高时，整个燃料混合物的活性就要提高，因为燃烧的时间非常短，”Reitz 博士在此前的一次采访时表示。
由威斯康星大学麦迪逊分校研发的RCCI 技术已经获得了三项专利技术，此外还有一些专利尚处于审批中。这些专利涉及的领域包括发动机缸内混合技术、分层燃烧技术以及压缩点火燃烧技术。在去年1月份， 该技术发动机首次应用到某款跨界车试验车型中，为该技术的发展奠定了一个里程碑。
简化后处理系统
这款试验车为一款2009 年款土星Vue 改装车，该车曾代表美国威斯康星大学混合动力研究小组参加2008-2010 届EcoCAR 竞赛。在那次竞赛中，这款车被改装成了一款增程式电动汽车，配备了功率为60kW 的增程电机和750cm3 排量的韦伯（Weber）涡轮增压发动机，该发动机采用的是E85 燃料乙醇。发动机用于驱动前轮，还有一个功率为55 千瓦的电机来驱动汽车后轮。另外，该汽车还配备了锂离子电池组，用于纯电动模式驾驶。
针对RCCI 测试项目，这款试验车又进行了一系列的改装，首先用1.9L 通用柴油发动机取代了之前的韦伯涡轮增压发动机；其次，90kW 的发电机取代了之前的60kW 增程电机；再次，75kW 的牵引电机取代了之前的55kW 电机为汽车后轮提供牵引力。电池组的电压标定为300V。
由于RCCI 技术需要两种不同的燃料，那么也就需要两套油箱、燃料泵和喷油器等相关零部件。发动机的进气歧管也进行了适当的调整，以确保汽油喷油器可以与柴油发动机相匹配。此外，具体的改装过程还包括专门为RCCI 技术而定制的发动机活塞以及为提升RCCI 性能由美国国家仪器旗下Drivven 公司提供的汽油喷油器控制器。
早期的项目研究表明， RCCI 技术与传统柴油发动机相比，可以有效地将发动机燃料效率提升20% 之多，并且发动机排放完全可以满足美国、欧洲以及日本2016 年汽车排放标准。
也正因为如此，RCCI 技术在量产之后将很有可能对目前发动机尾气后处理系统的产品策略带来一定的影响。
Hanson 博士表示：“RCCI 技术可以实现低峰值燃烧温度以及更加低的空气燃料比，因此，发动机尾气中氮氧化物及废气颗粒的含量得到了进一步的降低。此外，燃烧温度的降低，加上较低的空气燃料比还可以降低发动机的热传递损失，因此还可以提升发动机的热效率。”
未来将考虑生物燃料
试验车测试为RCCI 技术日后的继续研究提供了新的思路。
“我们正在研究RCCI 技术如何能够快速地适应于真实情况下的边界条件，比如通过改变冷却液及进气温度等手段。另外，我们还在研究通过发动机功率计和底盘功率计获得的结果之间的关联性，因为通过这两种途径获得的排放结果存在着非常大的差异。”
RCCI 技术研究小组的最终目的是为了让这项技术应用于不同车型及领域的发动机， 包括乘用车、中型及重型卡车和客车、工程建筑车及其他非道路车辆以及机车、船舶和发电机组。
Hanson 博士还表示：“在过去的几个月中，我们通过改变发动机的运行速度及工作载荷对RCCI 技术进行了不同的试验。结果显示，采用该技术的发动机能够在瞬态工况下正常运转，这表明该技术的商业化化进程又向前迈了一大步。”
对于研究人员来说，他们下一步的研究重点将是对E20、B20 等生物燃料展开相关试验。
Reed Hanson 博士对此表示：“为了采用一套油箱系统而不是现在的两套， 我们还将尝试采用汽油与十六烷值改进剂的混合物作为发动机的燃料。另外，我们还将继续进行发动机瞬态工况的实验以进一步优化RCCI 技术。
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