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mazdarx-8氢燃料转子发动机
马自达承诺在机动化的社会和21世纪的全球环境之间建立良好的关系;同时保持和发展公司特有的zoom-zoom 精神。马自达经过深思熟虑开发的创新性产品可以平衡环境和驾驶爱好者两方面的需要。

  即将在2004北京汽车展上首次在中国市场登场的renesis氢燃料转子发动机就是马自达最近的一个成功范例。


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  作为世界上唯一的转子发动机制造商,马自达不断开发和研究这种独特的内燃机所具有的潜力和可行性。随着汽车业对氢作为燃料电池车辆潜在能源的逐渐关注,马自达充满自信地推出了氢动力技术的一个实例,这就是以氢为动力的双燃料renesis。由于既可以以氢为燃料,又可以以汽油为燃料,有助于促进氢燃料的使用和相应的基础设施的发展,因此,氢转子发动机可以作为机动车的一种选择。

  享受驾驶乐趣和促进环境保护,renesis氢燃料转子发动机成就了马自达独一无二的替代燃料车辆。它极好地证明了这种独特的转子发动机的灵活性,在拥有传统的驾驶乐趣的同时,通过氢燃料的使用,实现清洁的排放。

  renesis氢转子发动机利用转子发动机的优点,不论这种双燃料发动机使用汽油燃料还是氢燃料,都能确保同样的操作方便性和可靠性。而且,由于发动机使用氢燃料只需要很小的更改,所以能生产出相对低成本的氢动力替代燃料车辆。

  十几年研究和开发氢动力的成果

  renesis氢转子发动机并非马自达在先进的研发领域的初次尝试。早在1991年,马自达就开发并测试了它的第一辆氢转子发动机原型车,即mazda hr-x。在开发hr-x2的同期,马自达的设计队伍还在1993年研制出以氢动力转子发动机作为动力总成的mx-5敞篷跑车试验车。

  两年后,在1995年,马自达得到当时日本运输省(交通部)批准,进行两辆以氢转子发动机为动力的capella cargos的路试。在进行氢转子发动机项目的同时,马自达也开始试验燃料电池电动车(fc-ev)。1992年,马自达开发了使用燃料电池为动力的原型车,并于1997年,制造了mazda demio fc-ev。

  2001年,马自达开始进行甲醇重整型premacy fc-ev的公路测试。在路试过程中收集了行驶性能、燃油消耗、废气排放方面的数据和其他参数,供进一步商品化生产研究。

  renesis氢转子发动机,将在2004北京汽车展上展出,这是马自达公司在试验和开发替代燃料解决方案方面不断努力而向前迈出的又一步。

  mazda renesis 氢动力转子发动机技术分析

  renesis氢动力转子发动机采用电动氢气喷射器系统(氢以气态喷射)。在吸气循环中,该系统从侧气口吸入空气,并在每个发动机的双转子壳体中使用两个氢气喷射器,直接将氢气喷入进气室。在氢气燃烧模式中,以下技术充分利用转子发动机的优点。

  直接喷射系统: 由于结构上的优点,进气和燃烧工作室彼此分开。转子发动机非常适于氢的燃烧,而且不会带来回火,而这在传统的活塞发动机上通常都会发生。同时,由于双氢喷射器带有对高温敏感的橡胶密封件,分开的进气工作室为这种喷射器的安装提供了更安全的温度,而这在传统的往复式发动机上是不可避免的。

  双氢喷射器: 由于氢气的密度极低,和汽油相比,需要的喷气量要大得多。这就要求直接使用一个喷射器,由于结构上的限制,在传统的往复式发动机上,不能直接在燃烧室上安装喷射器,因此实现起来非常困难。与此相反,转子发动机在进气室上为双喷射器的安装提供了足够的空间。利用双氢喷射器,马自达的氢转子发动机不仅在实际上是可行的,而且能够输出足够的功率。

  氢进气的出色混合:在往复式发动机中,输出轴每个循环转过180度;而在转子发动机中,输出轴转过角度高达270度,这使进气更有力,有助于氢和进入的空气进行充分的混合。这促进了均匀混合气的形成,而这对于氢气的燃烧是非常关键的。

  mazda rx-8 hydrogen rotary engine

  目前,renesis氢转子发动机已经装到特制的mazda rx-8 hydrogen re试验车上,并进入行驶试验阶段。试验车装备着双燃料系统,包括高压氢储气筒和单独的汽油箱,该系统既可以使用氢燃料又可以使用汽油燃料。使用这两种燃料具有相同的操作可靠性和方便性。

  除了采用创新性的renesis转子发动机,mazda rx-8 hydrogen re试验车还改进了空气动力学特性、优化了轮胎并采用了减重措施,同时采用了多项革新技术,使其具有超乎寻常的环保特性。这些技术包括:

  三层湿状态使用油漆: 这种水基油漆极大地降低了有机溶剂的排放,通过缩短干燥时间节约了能量,减少了二氧化碳。

  植物基塑料内饰件: 植物基塑料是一种很有吸引力的塑料,可以替代从矿物燃油(如石油)中制出的塑料。植物基纤维加强挤压成形塑料使用的是从木材中提取的纤维素,用来制作后顶盖侧板,以降低二氧化碳的排放。

  低阻力制动器和轮毂壳体: 使用快速充入式串列主缸,降低了制动拖滞,低摩擦力的轮毂壳体有助于降低功率损失。

  氢动力转子发动机车辆上的未来系统:

  在2004北京汽车展上,马自达还将展出许多目前正在开发的支持未来氢转子系统功能的技术。这些超前的技术正在不断改进中,以帮助实现两个目标,一是在行驶性能上与汽油机车辆相同,另一个是在能量的实际利用上实现出色的效率。

  这些技术中的一个范例是电机助力涡轮增压器,它的作用是提高氢燃烧的效率并从汽车废气中再生能量。另外,在利用现有的混合动力技术方面,马自达不断继续改进怠速停车系统、 再生制动系统、电动加速助力系统和其他提高整车效率的方法。通过这些技术的综合利用,马自达希望能够在制造出先进而且运行清洁的车辆的同时,为客户带来出色的驾驶体验,并符合马自达的zoom-zoom精神。

  电机助力涡轮增压器: 电机助力涡轮增压器用于在整个转速范围内尽最大限度利用强制进气的效率。在低转速下,大约从1000 rpm开始,电机开始辅助涡轮增压器提高进气效率。在高转速时,则单独通过排气流以传统方式驱动涡轮增压器。

  马自达的适时混合动力系统: 马自达的混合动力系统包括一个电机、一个变换器和一个144伏的蓄电池。在车辆停止时:例如在交通信号灯前等候时,该系统通过关闭发动机,以降低燃油消耗和废气排放;当驾驶员准备加速时,电机自动将发动机重新起动。而且,在发动机低速运转时,使用电机增大发动机扭矩,并有效地提高响应性。在减速期间,电机就像发电机一样工作,回收制动能量并利用该能量为蓄电池再充电。
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