日前，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zürich)的研究學(xué)者研究開(kāi)發(fā)了一種采用雙燃料天然氣-柴油輕型混合動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)。其中所謂雙燃料混合動(dòng)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(dòng)力的微型車(chē)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(dòng)力組合也可用于非油電混合動(dòng)力車(chē)型。
在雙燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中，采用了常用的點(diǎn)火氣體天然氣來(lái)作為點(diǎn)火燃料，其中天然氣被注射到壓燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中。在此點(diǎn)火過(guò)程中并未采用常用的火花塞點(diǎn)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(diǎn)火方式。這種點(diǎn)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(guó)清潔能源公司(Clean Air Power)的重型發(fā)動(dòng)機(jī)均采用此種點(diǎn)火方式，此種點(diǎn)火方式不僅具有高性能、高效率的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有低二氧化碳排放以及低尾氣排放的特點(diǎn)。
研究小組采用了大眾2.0升TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為研究對(duì)象，其中該發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)壓縮比為16.5:1。研究小組對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行一系列的改進(jìn)，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料入口處安裝了一個(gè)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(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)安裝了氣缸壓力傳感器。
在雙燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃燒相位和燃燒噪聲在燃料噴射開(kāi)始時(shí)非常敏感。至于燃燒開(kāi)始的時(shí)間將取決于燃料注射時(shí)間以及柴油的點(diǎn)火延遲時(shí)間。而柴油的點(diǎn)火延遲時(shí)間主要取決于柴油燃料的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，在此燃燒化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中壓力、溫度或氣缸充氣組合物的微小變化都會(huì)引起整個(gè)過(guò)程的不同。
為了克服這個(gè)困難，保證發(fā)動(dòng)機(jī)可以在瞬態(tài)期間仍能保證正常穩(wěn)定運(yùn)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(guò)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壓力來(lái)確定天然氣噴射時(shí)間以及柴油燃料的持續(xù)噴射時(shí)間。
