今年上半年，僅1月-5月全國燃氣車的銷量就已經(jīng)達到了7.02萬輛，創(chuàng)下近五年來歷年同期最高紀錄，而到今年六月，天然氣牽引車銷售更是達到了12382輛，首超柴油車。而在這背后，是油價持續(xù)上漲的背景下，車隊、個人通過降低運營成本來保障自己收入的事實。按這樣的勢頭，燃氣車輛很可能持續(xù)走高，而燃氣發(fā)動機技術(shù)也逐漸愈發(fā)受人關(guān)注。

文｜袁圣

圖｜卡車之家

油價上漲 燃氣車爆火

截至8月中旬，今年的油價已迎來了7次上漲，在此情況下相對價格較低的天然氣受到了更多卡友青睞。而無論是在卡友的交談中還是在媒體的報道中“同樣的發(fā)動機，天然氣（LNG/CNG）沒有柴油動力強”的說法也是普遍存在的。

甚至在有些媒體的報道中，直接寫到了：“天然氣發(fā)動機 噴射系統(tǒng)沒有較高的壓縮比，加之天然氣本身燃燒速度就慢，導致天然氣難以瞬間釋放能量?！倍@句話，也從某些角度上來解釋了為什么天然氣發(fā)動機動力沒有柴油強的原因。

拋開燃料本身的熱值原因不說，影響燃氣機動力的首要原因就是壓縮比，在參考網(wǎng)發(fā)布的一篇來源于《內(nèi)燃機與配件》雜志的一篇技術(shù)文獻《高壓直噴天然氣發(fā)動機技術(shù)簡介》中顯示，柴油機的壓縮比能夠達到17左右。也就是說，柴油機缸內(nèi)活塞下行運動到盡頭與上行運動到盡頭的兩種情況下，其容積相差了17倍。而天然氣發(fā)動機的壓縮比，則一般只能做到12以下。

根據(jù)百度百科記載：“當密閉容器中的氣體受到壓縮時，壓力是隨著溫度的升高而升高。若發(fā)動機的壓縮比較高，壓縮時所產(chǎn)生的汽缸壓力與溫度相對地提高，混合氣中的汽油分子和空氣結(jié)合的更加充分，油氣顆粒能更加細密。又因為渦流、紊流和高壓縮比所導致的良好密封效果，使得在下一刻運動中，火花塞在點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)動機的動力輸出?！?/p>

雖然百度百科是用汽油機舉例的，但柴油機和燃氣機也類似，高壓縮比帶來的高溫、高壓和更充分的混合，能讓燃料在更短的時間內(nèi)更充分的燃燒，減少熱量通過發(fā)動機外殼傳遞出去造成的損失，所以理論上壓縮比越高的發(fā)動機，動力也就越強。燃氣機的壓縮比更低，其動力自然也就沒有柴油機好了。

與此同時，前面咱們同樣提到了，有媒體報道稱：“天然氣本身燃燒速度就慢”，這也是一個很關(guān)鍵的因素。在馬自達的“汽油壓燃（SPCCI）”技術(shù)中有過一個解釋，為什么汽油也要用壓燃？因為傳統(tǒng)汽油在點燃后，如果你將整個燃燒過程慢放，你將會看到一個火化逐漸蔓延的過程，這個過程有點像你在一杯清水中滴入一滴墨水，墨水逐漸擴散的過程。

而壓燃，則是所有的油氣混合物一起同時燃燒。這二者的區(qū)別有點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)的基礎知識儲備，這時候咱們再來聊HPDI就比較容易了解了。

HPDI是什么鬼？

其實HPDI技術(shù)并不是什么新鮮產(chǎn)物，早在2019年11月11日，我們就曾聊到過裝載SPDI發(fā)動機的陜汽德龍X3000車型。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)動機被搭載到了汕德卡車型上，這款發(fā)動機符合國六二階段排放標準。而這兩款車的核心，都在于來自濰柴的HPDI雙燃料發(fā)動機。

根據(jù)卡車之家百科記載：“HPDI發(fā)動機保持了與原柴油機相同的功率和扭矩（WP12HPDI藍擎發(fā)動機的額定功率為480hp/2100rpm,最大扭矩為1970N.m/1200-1500rpm），其動力性與柴油機完全相同，比火花塞點燃式燃氣發(fā)動機功率和扭矩提高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。而它在保障動力的同時，還能做到顆粒物質(zhì)排放降低70%，CO2降低約20%，可以說還是比較強悍的了。

從上面的圖中我們不難發(fā)現(xiàn)，在這款發(fā)動機的工作原理中，柴油似乎扮演的是一個“液體火花塞”的角色。而在這里面，因為柴油是相較于燃氣更早預先噴射進去的，所以當天然氣加壓噴到缸內(nèi)的時候，其實柴油理論上已經(jīng)開始燃燒了。這時候，壓縮比的問題就得到了一個比較好的解決，使燃氣也能用上一個高壓縮比來保障動力了。

與此同時，高壓噴射進入缸內(nèi)的天然氣，能夠被缸內(nèi)正在燃燒的柴油快速引燃，進一步強化燃燒速度，使力量能夠在短時間內(nèi)盡可能的集中爆發(fā)出來，這也成為了其動力的保障。進一步來看，在保障動力的同時，享受天然氣帶來的低成本也就不是什么難事了。

當然，這種雙燃料發(fā)動機也并不是完美的，它相較于傳統(tǒng)點燃的燃氣車，要增加油箱、油壓散熱器（燃氣加壓部分使用）、尿素罐等等。

●  編后語：

單從技術(shù)角度來看，這種動力形式讓我想起了之前咱們聊過的氨柴、氫柴發(fā)動機，其一樣是將柴油當做了引燃物，而這或許也將會在用車成本更高、環(huán)保要求更嚴格的時候為我們帶來一種新的選擇。那么你對這種發(fā)動機有何看法呢？歡迎在下方留言討論。