餘賀新也知道眼前這位華興集團公司的大老闆是搞技術出身的,所以也是就超稀薄燃燒發動機的事情跟楊傑進行了討論。
“中原汽車集團公司跟馬自達兩家在超稀薄燃燒的概念技術路線有不少部分是重合的,類似於柴油發動機的稀薄程度,但是這個稀薄程度到底是多少纔是最合適呢,兩家的技術團隊都是做過大量研究,都是認爲空燃比提高到理論空燃比的2倍以上纔是最合適的。”
楊傑笑着說道。
“火花塞點燃混合氣的極限值也只是在1.35,你們要將過量空氣係數達到2以上,傳統的汽車點火器是無法使用的。”
餘賀新看着楊傑說道:“難怪你們華興集團公司一直在研發微波點火器方面的技術。”
“微波點火器的點火的火核體積是火花塞的數百倍,溫度在1200度,發出的微波能量在氣缸內可以進行約束,同時微波電磁場可以改變燃油燃燒的化學反應,這些碳水化合物會被裂解,從而引發一系列的自由基鏈反應,我們做了大量的實驗,也證明了這一點,有害污染物的含量確實有了不小幅度的降低。”
楊傑笑着說道:“我們在這方面已經研究五年多了,現在總算是見到了成果,這項技術至少還能將內燃機技術的使用期限再延長一二十年的時間。”
其實華興集團公司之所以能夠在這方面取得成績主要是華興集團公司在微波技術和氮化鎵功率器件上面取得了巨大的進步。
微波點火器之前國外也不是沒有研究過,鷹醬的西弗吉尼亞大學對微波點火器做了一系列研究,2001年他們做出了諧振頻率爲2.45GHz的微波點火器,但是並不是很成功。
後來華興集團公司在研發微波點火器的時候同樣是遇到了非常多的問題,主要是微波諧振腔的設計和微波能量的調製。
諧振腔的幾何尺寸,很大程度上決定了其Q值的大小,尺寸越大,諧振腔的貯能越多,但是當諧振腔的尺寸過大時,同樣帶來了較大的腔體內表面的歐姆阻抗損耗和頂端開口處的輻射損耗,而且當諧振腔具有最大Q值時,並不能使內導體的尖端形成最大的電場,因爲小直徑的內導體更容易激發尖端強電場,所以諧振腔如何取捨是一個非常考驗設計者功底的事情。
華興集團公司也是通過大量的電磁仿真模擬設計了多種方案後才選出了適合的耦合設計方案。
因爲選擇一種合適的耦合方式,不僅要保證諧振腔的性能,還要考慮到一體化加工方法的簡便性。
另外考慮到這個諧振腔是要塞入發動機缸體內部的,也不可能比火花塞做得大很多,這對輸入的微波的功率就提出了非常高的要求,微波功率必須要達到400瓦的時候,諧振腔內導體頂部電場強度才能達到激發等離子體火焰的門限條件,隨着功率的增加,電場也隨之增強,擊穿區域也相應變大。
一開始的時候,華興集團公司只能做出20瓦的單片氮化鎵功率微波集成電路,不過到現在華興集團公司已經能做出單個200瓦的芯片出來,因爲使用了更先進的製程工藝,所以封裝芯片做得更小,通過功率合成器可以輸出上千瓦的微波功率,而產品尺寸只有香菸盒大小,原先的芯片需要做到一個工具箱大小,體積還是比較大的。
這當然是得益於華興集團公司在氮化鎵功率器件上面的技術也是更進一步了,而且芯片的成本也是跟着氮化鎵晶圓製備技術進步大幅下降,而這也讓微波點火器可以開始能夠用在了汽車點火系統上面了。
放在以前的話,這套點火器裝置是沒辦法塞到汽車裡面的,因爲體積太大了,而且也非常昂貴。
這套微波點火裝置其實相當於將一套微波爐給塞進氣缸裡面進行點火加熱,諧振腔頻率特意調整到2.45G赫茲也是因爲燃料碳氫化合物的共振頻率在這個頻率。
要想做到這一步那是對華興集團公司來說也是一件巨大的工程技術挑戰,不過好在華興集團公司整體的技術實力每年都在進步,五年多時間下來,中原汽車集團公司的技術部門通過大量的研發,不斷地進行改進,現在已經這套點火器給用到了正在研發的超稀薄燃燒發動機上面。
餘賀新此時也是坐不住了,於是拉着陳方通和楊傑等人對中原汽車集團動力總成研發中心進行了參觀。
餘賀新在樣品展示區也是看到了這套微波點火器的兩代樣機,第一代的尺寸比微波爐的尺寸還要大,而到了第二代的時候尺寸就只有一臺影碟機大小了,第三代因爲還在測試當中就沒有進行展示。
隨後餘賀新等人也是見到了這臺正在測試臺進行各種實驗的超稀薄燃燒發動機樣機。
這是一臺四缸發動機,2.0L直列四缸自然吸氣缸內直噴發動機,尺寸非常小巧,缸體是用鋁合金鑄造的。
餘賀新此時也是注意到發動機附近的微波點火器尺寸只有鉛筆盒大小了,同時連接着四根微波導管,這些導管也是連接到了發動機火花塞的位置。
洪磊此時也是一臉自豪地介紹着這臺發動機,“這也是我們和馬自達公司技術部門聯合研發的第一款自然吸氣式超稀薄燃燒發動機,我們也是應用了大量的新技術,從目前的實驗數據來看的話,這臺發動機的表現甚至超過了我們的設計目標……”
餘賀新此時看了看那幾位來自馬自達公司的技術專家,此時這些專家臉上也是帶着笑容,顯然爲自己參與聯合研發出這麼一款發動機而感到非常自豪。
這套發動機來說使用普通汽油實現13:1的超高壓縮比,爲了實現高負載區壓縮比爲13的奧托循環,中原汽車集團公司也是引入了電動氣門相位調節器裝置,依靠電機對氣門相位進行控制,避免液壓調節系統的弊端,並且對氣門的角度可做到迅速且穩定的控制。
當餘賀新聽到洪磊提到這個電動氣門相位調節器裡面也是採用了行星齒輪減速機,能夠快速、精確地控制進氣凸輪軸的正時,實現複雜的發動機循環模式切換,而這個裝置也是中原汽車集團公司自己設計研發的。
餘賀新心中此時也是分外感慨:不說別的,光是這麼一個電動氣門相位調節器裡面就凝集了中原汽車集團和華興集團公司多少工程師一點一滴地積累起來的心血才做到的。
此時他心中卻是生起一股慚愧的情緒出來。