第一商用车网谢光耀：潍柴-首发高压直喷技术

作者:高睿　　信息来源:第一商用车网　　　　发布日期：2012-04-06

    一台采用高压直喷技术的天然气发动机，能够改变国内的气体机市场格局吗？

    3月13日，潍柴在北京钓鱼台国宾馆隆重发布中国首台大功率缸内高压直喷天然气发动机（HPDI）。潍柴宣称，与目前流行的火花塞点燃式天然气发动机相比， HPDI发动机通过引进西港公司独有的高压直喷压燃式技术，缸内燃烧无需电子火花塞点燃，具有与柴油机相同的动力和扭矩。

    就是这样一台国内首发的高压直喷气体发动机，引来了众人的围观。

                                          潍柴HPDI发动机

    看法各异

    潍柴的发动机同行们认为，HPDI发动机虽有技术创新，但采用两套燃料供给系统，结构过于复杂，成本也难以有效控制。

     而潍柴则表示，潍柴-西港联合开发的高压直喷发动机，是全球最新一代气体机燃烧技术，代表了未来的发展趋势，并且随着规模的扩大，其成本也会逐渐降低。更重要的是，它比点燃式气体发动机气耗降低20%-25%，对我国日益严峻的节能减排工作是一个重大突破。

    缸内高压直喷燃烧，这种国内从未有过的新技术，究竟会在行业内掀起怎样的一场风波呢？

    全新技术？

    要了解HPDI发动机的特色，就要了解目前阶段天然气发动机的不足。

   “当前，市场上占主流的天然气发动机，无论是单点电喷还是多点电喷，采用的都是与汽油机相似的火花塞点燃式燃烧技术。”发布仪式上，潍柴动力西港新能源发动机有限公司董事长兼总经理马玉先介绍说，这类气体发动机虽然使用成本比柴油机节约不少，但热效率低于柴油发动机，动力性和最大扭矩也比同排量的柴油机低15%-20%。如此一来，搭载气体机的大功率商用车辆在起步和重载行驶时，势必无法达到像柴油车一样的高效率运行。

    而HPDI发动机要解决的正是上述问题。它由潍柴动力西港新能源发动机有限公司开发生产，该公司由潍柴动力、加拿大西港创新公司、香港培新（中国）投资公司在2008年合资成立，设计产能1万台。“HPDI发动机的工作原理是，活塞压缩行程上止点前预喷入5%柴油，形成火焰。之后，压缩天然气以300Bar的压力喷射到火焰中，成为燃烧的主要燃料。”马玉先表示。由于HPDI发动机的运行方式跟柴油机十分相似，高压直喷喷嘴也是根据柴油高压共轨喷射发动机的形式来设计，因此，它的功率和扭矩达到了柴油机的水平，比点燃式气体发动机高出20%；其热效率与柴油机相同，比点燃式气体发动机的气耗低20%-25%。

   按照潍柴高层的说法，缸内高压直喷技术首先在12升蓝擎WP12 LNG发动机上应用后，未来一两年内会向下延伸至10升机型，主攻的是重型卡车和BRT等大型客车市场，以及西北和西南等气源丰富的区域。

   这几个细分市场，也正是潍柴近年来与玉柴、上柴等展开激烈竞争的领域。这样一个国内全新的技术，是否会撼动大功率天然气发动机的产业格局呢？

                    嘉宾共同为中国首台大功率缸内高压直喷压燃式天然气发动机揭幕

   同行：技术虽好结构复杂

   对于刚刚面世的HPDI发动机，国内外发动机同行予以了较多关注。

   一位不愿透露姓名的玉柴技术负责人告诉记者，HPDI发动机由于依靠柴油来引燃，就要增加高压泵、供油系统等机构，系统的复杂性大大提高，可靠性有可能降低。“由于增加了一些部件，发动机的采购成本很可能也要提高不少”。

    同样，上柴动力技术总监王守元一听到记者的问题，就笑着说：“这套机构是不是太复杂了？既要由少量柴油进行预喷射，还要有供气系统。”

   “缸内高压直喷确实是比较新的气体机燃烧技术。”康明斯（中国）投资有限公司技术负责人告诉第一商用车网记者，现代天然气发动机的燃烧方式包括稀薄燃烧、混合气燃烧和缸内直喷等三种，前两者都是点燃式，第三种是压燃式。

   “缸内高压直喷技术，在国外已经应用了好几年。康明斯跟加拿大西港有一个合资公司，叫做康明斯西港公司，专门生产天然气发动机。西港最早也跟康明斯谈过关于把高压直喷技术引入合资公司的想法，但康明斯最后没有采用。”上述康明斯负责人透露说，“原因就在于康明斯认为缸内高压直喷系统比较复杂，柴油的预喷和天然气的直喷涉及到两套系统的配合，对电控系统的精确性要求很高，其成熟度与可靠性还有待验证。”

    潍柴：重大创新以“独”制胜

    对于这样一项新鲜的事物，潍柴对它的独特性和先进性充满自信，对可能碰到的障碍也是心里有数。

    潍柴集团执行总裁、陕西重汽总经理方红卫告诉第一商用车网记者，搭载潍柴高压直喷天然气发动机的陕汽重卡今年将进行小批量推广，“虽然价格还没有最终定，但不会比之前的天然气重卡高出很多”。

   “西港创新公司是全球领先的气体发动机开发制造商，缸内高压直喷则是西港最新一代气体燃料发动机技术，目前已经在全世界多个地区得到成熟应用。”潍柴动力西港新能源发动机有限公司副总经理王荣恒对记者透露，潍柴西港公司将从12升WP12蓝擎动力切入，主打LNG（液化天然气），未来一两年内会向下延伸至10升机型。“6升机和7升机可能不会考虑开发。这是因为，相比中等功率机型，10升或更高排量发动机及车辆的用户对扭矩和动力的要求较高，潍柴大功率高压直喷气体机能够更好地满足这部分用户的需求。”

    谈到发动机本体机构的问题，王荣恒认为：“这套系统其实一点也不复杂，它通过高压共轨柴油泵与供气机构的精妙结合，比点燃式气体机具有更高的节气率和动力性。而且，HPDI发动机零部件与柴油机通用性较高，无需改动活塞和发动机本体，高压直喷喷嘴根据共轨喷射发动机设计，能够进一步提升性能，降低燃料消耗、排放和噪音。”

   “小荷才露尖尖角”的HPDI发动机，究竟能否实现“星星之火可以燎原”？HPDI发动机，是否会在大马力天然气发动机市场上成为未来的技术潮流？市场才是检验新产品的惟一标准。