聊聊玛莎拉蒂当下的Nettuno海神发动机:
Nettuno海神的TJI(Turbulent Jet Ignition,湍流射流点火技术)通过预燃烧室的设置、采用双喷射+双火花塞布置,将定容燃烧、爆震抑制和稀薄燃烧结合在了一台引擎内。
Nettuno的预燃烧室位置处于中央电极和主燃烧室之间,两者之间由火焰孔联结。但其预燃烧室和主燃烧室之间并非传统的隔板,而是采用特殊材料并设计了特定的造型,以保证火焰能喷射而出瞬间到达气缸壁端,用射流火焰而非分层火球去引燃主燃烧室内的混合气。
Nettuno的预燃烧室即便体积只有约全燃烧室的4%左右,但其内依然设置了相对“完整”的喷油点火系统(火花塞位于正中心,直喷系统喷油通过预燃烧室腔内喷孔到达火花塞附近)。通过一个简单形象的类比便于大家理解这套点火模式——原本气缸内点火的火花塞被一个稍大一些的圆柱形铁套筒包围,火焰先在这里产生,随后经由靠近主气缸那一端上的小孔喷射出火焰,点燃整个燃烧室。
要让火焰从预燃烧室“湍流喷射”而出并非易事,TJI技术让预燃烧室内本身的设置就可以营造高压环境,并且针对火花塞进行特殊电极优化,在燃烧冲程之时,以火花塞电弧打着的高强火焰配合室内高压剧烈燃烧,瞬间爆发的火焰终于经由预燃烧室小孔怒泄出来。
传统的内燃机的燃烧都是由火花塞引发的,但是火花塞点火是一个从火花塞电弧出生成火核,再由火核向外逐渐扩张点燃的“漫长”过程,这般冗长的火焰点燃传播节奏与汽车内燃机燃烧领域一直在追求的定容燃烧其实是相违背的。所以很多主机厂都在追求各式各样的快速燃烧技术,TJI可谓轻松解决了这一难题。
在发动机在低-中负荷区域,主燃烧室内并不会喷射高浓混合气,充斥在其中的,是靠火花塞极难点燃的超稀薄混合气体,但以火焰点燃火焰的思路虽然老派,但却是如今实现发动机内稀薄燃烧的最优解之一。通过CFD建模分析可以大致得出这样的结论:采用预燃烧室多点射流点火后,燃烧速度可以提升3成以上,并且能燃烧掉过剩空气率超过2的混合气。
简单来说,Nettuno可以实现多种不同工况不同点火策略以达到排放、油耗、性能的最优解。目前尚不明确Nettuno的具体策略,可以大致推断一下:冷机状态下,中小负载,预燃室不介入,主燃室采用进气道喷射以减少HC和颗粒物产生;在热机状态下,小负载可采用纯进气道喷射或预燃室介入后的稀薄燃烧态,在中负载状态,进气道+直喷不失为好方案,到了高负载状态,发动机应采取纯直喷和预燃室介入后的性能取向策略。
说夸张点,Nettuno的意义在于对其发动机燃烧领域的革命性重塑,当然,伴随着电动化的推进,这样发动机,今后是见一台少一台了。
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