開發(fā)混合發(fā)動機是新舊能源過渡期的現(xiàn)實選擇

 

    2007年世界石油消費量為36億噸，按靜態(tài)計算全球已探明原油儲藏量還可再用51年，即到2058年前后地球上的石油將完全耗盡。這是美國專業(yè)雜志《oil and gas journal》2007年12月24日號提供的一組數(shù)據(jù)。

 

    面對“后石油時代”的到來，世界主要發(fā)達國家已相繼制定了各自的能源戰(zhàn)略。如日本政府于2006年6月正式出臺了《2030年的能源戰(zhàn)略》，涉及日本所有的能源領域。它提出日本對石油的依賴從當前的80%降低到40%，使日本成為世界上最節(jié)約能源的國家，并把日本的動力電池技術提高到未來領先世界的戰(zhàn)略技術高度。

 

    把視點引回到中國，相比經(jīng)濟發(fā)展的高速度，能源不足更為嚴重，我們的出路在哪里呢？作為汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室成員，清華大學的楊福源教授回答了這一問題——在傳統(tǒng)動力與新能源動力的相互滲透過程中，新能源動力技術，即控制系統(tǒng)電子化與動力系統(tǒng)電氣化將成為應對汽車能源與環(huán)境挑戰(zhàn)的根本出路，而混合發(fā)動機將成為未來10年新能源動力的重要選擇。

 

    “均質(zhì)壓燃（HCCI）技術雖然已可在部分工況下實現(xiàn)氮氧化物和顆粒物的超低排放，但不能在高速大負荷工況下工作，燃油經(jīng)濟性也還難以明顯改善。”楊福源教授說，“僅僅采用混合動力技術，雖然整車的經(jīng)濟性有明顯改善，但內(nèi)燃機的排放問題沒有解決；即便兩者結合，也并未解決新能源過渡期間的多能源適用問題。因此，需要開發(fā)一種集成各種技術方案優(yōu)勢的發(fā)動機——混合發(fā)動機（Hybrid Engine）”

 

    在楊教授的技術路線框架圖中，混合發(fā)動機由ISG發(fā)動機與一體化控制單元和蓄能裝置組成，其主要特征包括混合燃燒、混合動力及混合燃料。其中，由柴油、汽油、天然氣、煤和生物質(zhì)組成的液態(tài)合成油（GTL），其含硫量為零，十六烷值（75～80）遠高于柴油（40～50），可通過它實現(xiàn)能量來源多元化、能量載體一體化的能源使用優(yōu)化原則。

 

    楊教授還介紹了一項混合發(fā)動機前沿技術——燃燒狀態(tài)的反饋控制，即通過缸壓信號、離子電流、爆震信號、光學信號等來實施實時反饋的閉環(huán)控制，有利于改善發(fā)動機的分缸平衡，降低瞬態(tài)過程的尾氣排放，它是實現(xiàn)燃燒自適應的關鍵。

 

    通過混合燃燒+混合動力+燃燒狀態(tài)反饋控制，可以實現(xiàn)超低排放和節(jié)能。因此楊教授認為，對燃油適應性更好的混合發(fā)動機是內(nèi)燃機企業(yè)比較現(xiàn)實的一種選擇。