广汽新型发动机技术——氢气/甲醇/氨气发动机
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更新时间: 2023/10/13

6月26日,以“科技思变”为主题的2023广汽科技日(GAC TECH DAY 2023)活动在位于广州南沙的广汽科技馆举办,会上,广汽发布了搭载氢电混动系统的E9和全球首款适用于乘用车的氨燃料发动机。


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广汽研究院坚持聚焦REEV(增程式混合动力)、PHEV(插电式混合动力)、HEV(混合动力)等XEV技术路线和氢、氨等多种灵活燃料发动机技术的研发。


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E9搭载的是广汽最新的2.0T氢气发动机混动系统(2.0L氢发动机+GMC 2.0机电耦合系统大扭矩版),采用中高压缸内氢直喷、专用高效进气管理系统、高压缩比及爆震抑制技术,功率达到120kW,减碳率提升到90%


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这套混动系统采用直列四缸2.0T发动机,缸径达到83mm,行程92mm,排量1991ml,最大功率120kW/4000-5000rpm,峰值扭矩为300N·m/1500-3500rpm,在广汽GCCS燃烧控制系统的加持下,最高热效率达到44%

这里可以介绍一下广汽GCCS燃烧控制系统,GCCS全称是GACGasoline Combustion System(燃烧控制系统), 这项技术不仅获国家专利,同时进一步提升了广汽集团自主研发能力和自主创新水平,也为广东省乃至华南地区发动机研发生产填补了空白,从根本上实现了汽油机的独立自主研发,打破了国外发动机设计的垄断GCCS高滚流燃烧室技术,通过对活塞顶和进气道的优化设计,形成强燃烧室和高滚流进气道,并采用多工况精准控制,提升进入气缸空气的滚流比,实现高效率燃烧


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与发动机匹配的是广汽最新的GMC 2.0混动专用变速器,GMC 2.0混动专用变速器属于时下主流的双电机串并联构型,具备2个挡位,相比单挡位设计,能够在动力性和燃料经济性上取得更好的平衡。


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广汽自主研发的全球首款乘用车氨发动机,以液态氨作为燃料,通过精确控制液态氨燃料供给相变过程,使得发动机运转平顺稳定,并利用超高能点火技术实现了缸内氨燃料的可靠点火,功率达到120kW,减碳率提升到90%

氨气也是一种非常清洁环保的燃料。比起氢气,液态氨能量密度更高,同等体积能实现更长的续航;辛烷值也较高,能通过增加压缩比来提高发动机的热效率。更重要的是,氨燃料的上下游产业非常成熟,不仅有非常高效且廉价的制造方法,而且非常容易液化,有利于运输。


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氢气发动机的工作原理和普通汽油发动机差不多,只是改变了能源供给系统和燃烧系统,其他部件——如缸体、缸盖、曲轴、活塞等——都是相通的,但因为氢气的流动特性和燃烧特性与汽油、柴油不同,整个控制逻辑也大不相同。

这台氨气发动机搭载了一套三喷射系统,一般来说常见的都是歧管喷射+缸内喷射双喷射系统,但由于氨气的特性(不易点燃+燃烧速度慢),所以工程师们在预燃室加了一个喷射装置,即在燃烧室的上方做一个预燃室,在点燃氨之前,先把预燃室里的汽油点燃,再借助它的超高热量引爆燃烧室的氨和空气混合体。


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这台发动机还配备了电控进气门正时调节机构,使得控制更加精细准确。由于气门的开度和开启时间都实现了任意可调,可以直接由气门的开闭大小来控制空气的流量,提高了发动机的响应速度,配气和喷油精确性也会得到相应提升。

目前,氨燃料发动机仍需要汽油助燃,会排出一定量的二氧化碳,但相比起传统的汽油发动机,其减碳率已经达到90%,接近零碳标准。广汽下一代氨燃料发动机将采用氢-氨混合燃烧系统,从而真正实现零碳排放,并且氢气和氨气的燃烧特性可以优势互补。