今年上半年，僅1月-5月全國(guó)燃?xì)廛?chē)的銷(xiāo)量就已經(jīng)達(dá)到了7.02萬(wàn)輛，創(chuàng)下近五年來(lái)歷年同期最高紀(jì)錄，而到今年六月，天然氣牽引車(chē)銷(xiāo)售更是達(dá)到了12382輛，首超柴油車(chē)。而在這背后，是油價(jià)持續(xù)上漲的背景下，車(chē)隊(duì)、個(gè)人通過(guò)降低運(yùn)營(yíng)成本來(lái)保障自己收入的事實(shí)。按這樣的勢(shì)頭，燃?xì)廛?chē)輛很可能持續(xù)走高，而燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也逐漸愈發(fā)受人關(guān)注。

文｜袁圣

圖｜卡車(chē)之家

油價(jià)上漲 燃?xì)廛?chē)爆火

截至8月中旬，今年的油價(jià)已迎來(lái)了7次上漲，在此情況下相對(duì)價(jià)格較低的天然氣受到了更多卡友青睞。而無(wú)論是在卡友的交談中還是在媒體的報(bào)道中“同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，天然氣（LNG/CNG）沒(méi)有柴油動(dòng)力強(qiáng)”的說(shuō)法也是普遍存在的。

甚至在有些媒體的報(bào)道中，直接寫(xiě)到了：“天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 噴射系統(tǒng)沒(méi)有較高的壓縮比，加之天然氣本身燃燒速度就慢，導(dǎo)致天然氣難以瞬間釋放能量?！倍@句話(huà)，也從某些角度上來(lái)解釋了為什么天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力沒(méi)有柴油強(qiáng)的原因。

拋開(kāi)燃料本身的熱值原因不說(shuō)，影響燃?xì)鈾C(jī)動(dòng)力的首要原因就是壓縮比，在參考網(wǎng)發(fā)布的一篇來(lái)源于《內(nèi)燃機(jī)與配件》雜志的一篇技術(shù)文獻(xiàn)《高壓直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介》中顯示，柴油機(jī)的壓縮比能夠達(dá)到17左右。也就是說(shuō)，柴油機(jī)缸內(nèi)活塞下行運(yùn)動(dòng)到盡頭與上行運(yùn)動(dòng)到盡頭的兩種情況下，其容積相差了17倍。而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，則一般只能做到12以下。

根據(jù)百度百科記載：“當(dāng)密閉容器中的氣體受到壓縮時(shí)，壓力是隨著溫度的升高而升高。若發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比較高，壓縮時(shí)所產(chǎn)生的汽缸壓力與溫度相對(duì)地提高，混合氣中的汽油分子和空氣結(jié)合的更加充分，油氣顆粒能更加細(xì)密。又因?yàn)闇u流、紊流和高壓縮比所導(dǎo)致的良好密封效果，使得在下一刻運(yùn)動(dòng)中，火花塞在點(diǎn)火的一瞬間便能使混合氣完成燃燒，釋放出最大的爆發(fā)能量，成為發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出?！?/p>

雖然百度百科是用汽油機(jī)舉例的，但柴油機(jī)和燃?xì)鈾C(jī)也類(lèi)似，高壓縮比帶來(lái)的高溫、高壓和更充分的混合，能讓燃料在更短的時(shí)間內(nèi)更充分的燃燒，減少熱量通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼傳遞出去造成的損失，所以理論上壓縮比越高的發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力也就越強(qiáng)。燃?xì)鈾C(jī)的壓縮比更低，其動(dòng)力自然也就沒(méi)有柴油機(jī)好了。

與此同時(shí)，前面咱們同樣提到了，有媒體報(bào)道稱(chēng)：“天然氣本身燃燒速度就慢”，這也是一個(gè)很關(guān)鍵的因素。在馬自達(dá)的“汽油壓燃（SPCCI）”技術(shù)中有過(guò)一個(gè)解釋?zhuān)瑸槭裁雌鸵惨脡喝迹恳驗(yàn)閭鹘y(tǒng)汽油在點(diǎn)燃后，如果你將整個(gè)燃燒過(guò)程慢放，你將會(huì)看到一個(gè)火化逐漸蔓延的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像你在一杯清水中滴入一滴墨水，墨水逐漸擴(kuò)散的過(guò)程。

而壓燃，則是所有的油氣混合物一起同時(shí)燃燒。這二者的區(qū)別有點(diǎn)像是拔河比賽大家輪流用力和一起用力的區(qū)別。了解完這些，咱們就有了相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，這時(shí)候咱們?cè)賮?lái)聊HPDI就比較容易了解了。

HPDI是什么鬼？

其實(shí)HPDI技術(shù)并不是什么新鮮產(chǎn)物，早在2019年11月11日，我們就曾聊到過(guò)裝載SPDI發(fā)動(dòng)機(jī)的陜汽德龍X3000車(chē)型。而在最近的374批次工信部公告中，我們看到了全新的濰柴HPDI發(fā)動(dòng)機(jī)被搭載到了汕德卡車(chē)型上，這款發(fā)動(dòng)機(jī)符合國(guó)六二階段排放標(biāo)準(zhǔn)。而這兩款車(chē)的核心，都在于來(lái)自濰柴的HPDI雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

根據(jù)卡車(chē)之家百科記載：“HPDI發(fā)動(dòng)機(jī)保持了與原柴油機(jī)相同的功率和扭矩（WP12HPDI藍(lán)擎發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為480hp/2100rpm,最大扭矩為1970N.m/1200-1500rpm），其動(dòng)力性與柴油機(jī)完全相同，比火花塞點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩提高20%?！?/p>

而它的工作模式也很好理解，基本上就是在壓縮上止點(diǎn)前用5%的柴油噴入氣缸引燃，95%的天然氣以300bar的壓力噴入到火焰中成為主燃料燃燒做功。而它在保障動(dòng)力的同時(shí)，還能做到顆粒物質(zhì)排放降低70%，CO2降低約20%，可以說(shuō)還是比較強(qiáng)悍的了。

從上面的圖中我們不難發(fā)現(xiàn)，在這款發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理中，柴油似乎扮演的是一個(gè)“液體火花塞”的角色。而在這里面，因?yàn)椴裼褪窍噍^于燃?xì)飧珙A(yù)先噴射進(jìn)去的，所以當(dāng)天然氣加壓噴到缸內(nèi)的時(shí)候，其實(shí)柴油理論上已經(jīng)開(kāi)始燃燒了。這時(shí)候，壓縮比的問(wèn)題就得到了一個(gè)比較好的解決，使燃?xì)庖材苡蒙弦粋€(gè)高壓縮比來(lái)保障動(dòng)力了。

與此同時(shí)，高壓噴射進(jìn)入缸內(nèi)的天然氣，能夠被缸內(nèi)正在燃燒的柴油快速引燃，進(jìn)一步強(qiáng)化燃燒速度，使力量能夠在短時(shí)間內(nèi)盡可能的集中爆發(fā)出來(lái)，這也成為了其動(dòng)力的保障。進(jìn)一步來(lái)看，在保障動(dòng)力的同時(shí)，享受天然氣帶來(lái)的低成本也就不是什么難事了。

當(dāng)然，這種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)也并不是完美的，它相較于傳統(tǒng)點(diǎn)燃的燃?xì)廛?chē)，要增加油箱、油壓散熱器（燃?xì)饧訅翰糠质褂茫?、尿素罐等等?/p>

●  編后語(yǔ)：

單從技術(shù)角度來(lái)看，這種動(dòng)力形式讓我想起了之前咱們聊過(guò)的氨柴、氫柴發(fā)動(dòng)機(jī)，其一樣是將柴油當(dāng)做了引燃物，而這或許也將會(huì)在用車(chē)成本更高、環(huán)保要求更嚴(yán)格的時(shí)候?yàn)槲覀儙?lái)一種新的選擇。那么你對(duì)這種發(fā)動(dòng)機(jī)有何看法呢？歡迎在下方留言討論。