日前，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zürich)的研究學(xué)者研究開發(fā)了一種采用雙燃料天然氣-柴油輕型混合動力的電動汽車。其中所謂雙燃料混合動力是指天然氣與柴油混合。據(jù)Energies期刊介紹，采用此雙燃料油電混合動力的微型車在New European Driving Cycle(NEDC)工況下其二氧化碳排放量可降低至43克/千米。另外，此雙燃料動力組合也可用于非油電混合動力車型。
在雙燃料動力發(fā)動機中，采用了常用的點火氣體天然氣來作為點火燃料，其中天然氣被注射到壓燃式柴油發(fā)動機的進氣歧管中。在此點火過程中并未采用常用的火花塞點火，而是采用了天然氣空氣預(yù)混合以及摻有少量直噴柴油燃料的點火方式。這種點火方式應(yīng)用商業(yè)化已經(jīng)非常成功，其中加拿大西港創(chuàng)新公司(Westport Innovations)和美國清潔能源公司(Clean Air Power)的重型發(fā)動機均采用此種點火方式，此種點火方式不僅具有高性能、高效率的優(yōu)點，而且還具有低二氧化碳排放以及低尾氣排放的特點。
研究小組采用了大眾2.0升TDI柴油發(fā)動機作為研究對象，其中該發(fā)動機采用了共軌式柴油噴射系統(tǒng)、外形尺寸變化的渦輪增壓器以及高壓尾氣再循環(huán)系統(tǒng)，該發(fā)動機壓縮比為16.5:1。研究小組對該發(fā)動機進行一系列的改進，其中在發(fā)動機燃料入口處安裝了一個氣體燃料噴射系統(tǒng)，還配備了低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。另外，還在四個發(fā)動機缸體內(nèi)安裝了氣缸壓力傳感器。
在雙燃料動力發(fā)動機中，燃燒相位和燃燒噪聲在燃料噴射開始時非常敏感。至于燃燒開始的時間將取決于燃料注射時間以及柴油的點火延遲時間。而柴油的點火延遲時間主要取決于柴油燃料的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)，在此燃燒化學(xué)反應(yīng)過程中壓力、溫度或氣缸充氣組合物的微小變化都會引起整個過程的不同。
為了克服這個困難，保證發(fā)動機可以在瞬態(tài)期間仍能保證正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zürich)研究小組采用了反饋控制系統(tǒng)。通過測量發(fā)動機氣缸內(nèi)壓力來確定天然氣噴射時間以及柴油燃料的持續(xù)噴射時間。
