马自达の转子情缘: 转子发动机+混动来袭!
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大虎悠早就说过,在目前电池科技依然没有实质性突破之前,新能源过度技术方案的混动方案肯定是铁板钉钉的绝对主力。而混动又分为串联混动、并联混动、混联混动三大类。各自有着不同的技术特点和性能特征。
并联混动系统中,内燃机和电动机没有任何电气连接;电池电量一旦用完车辆的电机就再也无法为车辆提供什么帮助了。比如之前的早期比亚迪秦和宝马i8就是此类。而混联系统同时具备了不同的电机使用模式,先进前卫。但毕竟系统有点过于复杂化了,比如改进后的后期比亚迪秦。
上述文字貌似没提到串联混动。之所以将它单独拎出来正是因为目前串联系统的具体表现形式主要是“增程方式”。说白了就是“特斯拉自带一台充电机”。电池有电就消耗电池的电力;电池电量一旦耗完就有充电机来供电。而且供电方式可以多种多样,便于未来的平台化发展。
从目前的增程车辆来看,以“汽油机带动发电机”作为充电机方式的是最主流的常规方式,在某些军用车辆上也只是用柴油机取代了汽油机。但正是因为增程车辆的发电动力来源可以多元化,因此时下也有不少企业企图使用其他机械作为动力来源。
有一家企业则将目光转到了转子发动机。相信汽车技术爱好者们应该已经猜到是哪一个品牌了。没错,它就是马自达。2015年发布了全球第一辆搭载了转子发动机的增程电动车——马自达2增程版,当然这款车只是作为试验车发布出来供业界交流而已。
马自达2增程版的电机位于车头,电池箱则位于车身中部,转子发动机+发电机的发电单元则位于尾部。电池包重200kg,能够提供346 V电压,输出功率为20kwh,纯电动模式下车辆续航里程为200公里。前置电机通过驱动前轮运动从而实现车辆的前驱。
后置的转子增程发动机排量仅0.33L,单缸。发动机最大功率28kw,输出的动力给蓄电池充电能够为车辆延长一倍的续航里程,使得车辆总的续航里程达到380公里。尽管转子发动机排量很小,但却并没有影响正常使用,甚至表现优秀:用9升汽油换来180公里的燃油续航,折合下来发动机的综合油耗为5.0 L/100公里。
此车的技术重点自然是这台转子发动机。转子机整个做功过程没有活塞往复式发动机的动力传递和转换机件,全部作功效能直接作用于转子并直接输出,作功动力曲线更加平顺,没有任何惯性动能损耗。转子发动机的诞生改变了200年以来活塞发动机的运动方式,但一直以来转子发动机都被压缩比低、可用燃料种类受限、燃烧不完全、烧机油、污染严重、排放不达标等问题困扰而没有成为主流。
不过经过多年探索,马自达似乎没有被转子机的技术难度吓到,他们反而迎难而上:马自达全新增程车型将在2019年面世。资料显示,马自达那台0.33L转子机功率从之前的28kW调整到22kW(但无法确定是否是因为改善转子机的缺陷而做出的妥协),与20kW发电机匹配。新车和马3昂克赛拉尺寸相当,基于马自达即将使用的模块化小型车平台打造。
转子发动机虽然转速高、功率密度高、运转平稳振动小,但毕竟这么多年来受制于特殊的结构造成的诸多难题而始终“带有不玩美的遗憾”。光是其中一个气缸密封涉及到的技术难题甚至涵盖了特种工程陶瓷(特殊密封条)就足矣使任何汽车企业感到万分头疼了。全世界如今更是只剩下唯一的一家企业依然在转子发动机的研制道路上“不抛弃不放弃”。马自达对转子机“偏执的爱”确实有些令人费解,但或许这就是“技术马自达”的认死理的可爱一面吧。