交通运输技术

技术开发

沙特阿美的研究表明,在未来的汽车行业中实现有效减排的最佳途径之一是开发新型燃料和高效内燃机技术。

在未来的很长一段时间内,道路上行驶的绝大多数汽车预计仍将由内燃机驱动。因此,尽量提高内燃机的效率具有非常重要的意义。

借助分布在全球各地的研究中心,以及与汽车行业的广泛合作,沙特阿美正在不断改良内燃机,推动低排放、高燃油效率的颠覆性交通运输技术。

 

 

重塑发动机

章节 1

沙特阿美正以一种全新的方式来应对碳排放的挑战:研发既能提高效率又能降低排放的内燃机和燃料。

 预测显示,至少到2040年,道路上的绝大多数汽车仍将使用内燃机。因此,沙特阿美相信,在中短期内,先进高效的内燃机仍然是减少二氧化碳排放的最有效途径。

沙特阿美全球各地研究中心的专家和科学家们正在与汽车行业展开合作,推动这些技术不断进步,同时应对全球气候和交通出行挑战。

内燃机所包含的多个技术环节,通过技术改造提升,能够实现更高的燃烧效率和更低的排放,因此,沙特阿美的交通运输技术研究也正在致力于这些领域。

我们的创新涉及汽车的方方面面,以提高效率,减少排放。

汽油压燃点火

章节 2

压燃式发动机是如今投入使用的效率最高的内燃机。然而,其中大多数是由柴油燃料提供动力的,产生了较大的烟尘和氮化物排放,后处理系统非常复杂。

汽油压燃(GCI)发动机使用比柴油燃点更低的汽油燃料,可以更好的改善燃烧前的油气混合,因此也更容易控制排放。

汽油压燃技术显著提高了汽油发动机的效率,燃料消耗和二氧化碳排放量能够减少25%。这项技术能使发动机实现超低排放,同时又能拥有柴油发动机的效率。

目前市场在售的汽油即可实现高效率低排放的效果,如果使用优化的低碳燃料,将进一步加强发动机的燃烧表现。

沙特阿美正在探索多种方法来实现这项技术,有的工作是公司独立完成,也有一些是与汽车制造商、技术开发商和研究机构合作完成。比如,沙特阿美与马自达就展开了合作,旨在共同研发先进的发动机和燃料,从而降低从油井到汽车全生命周期的二氧化碳排放。

采用汽油压燃技术提高发动机效率的好处

组合优势
汽油压燃技术结合了汽油发动机和柴油发动机的优点,能以较低的成本实现更低排放和更高效率。
混合动力
应用混合动力技术能进一步放大汽油压燃技术的好处。
符合法规要求
汽油压燃技术将帮助汽车制造商满足政府法规与排放政策的要求。
多用途
汽油压燃技术不仅能应用于乘用车,也能应用于重型商用卡车。
减少投资
汽油压燃技术能利用现有的汽、柴油发动机结构和加油基础设施,显著减少投资,加速交通行业减排。

湍流喷射点火

章节 3

沙特阿美正在为湍流喷射点火(TJI)汽油发动机开发一种稀薄燃烧策略。湍流喷射点火是一种能明显改进点火过程的技术,提高了燃油效率,降低了发动机排放。

湍流喷射点火技术使用额外的空气或废气对油气混合物进行稀释,并且能够确保燃烧稳定进行。

它的工作原理是将少量的空气和燃料在预燃室中预混合(预燃室是一个与主燃烧室分开的小空间)。然后,这种混合气被点燃,产生热自由基的湍流射流,进入主燃烧室,提供比传统火花塞更广泛的点火源分布。

沙特阿美已经熟练掌握了这种颇具前景的燃烧模式,聚焦以下两种不同的点火方法: 主动式和被动式。

两种湍流喷射点火(TJI)方法

主动式

在预燃室内部设置火花塞和二次燃油喷射器。喷射器引入少量燃料,然后由火花塞点燃,产生自由基的湍流射流,再点燃燃烧室中的主要燃料。

被动式:

这种方式不需要二次喷射器,因为该方法依靠活塞设计和喷射策略,将少量空气和燃料引入预燃室后再由火花塞点燃。

虽然这两种方法采用了不同的硬件,但都产生了更高的效率和更低的排放。

多家技术开发商已经成功测试了这项技术,沙特阿美目前正将湍流喷射点火技术集成到一款先进的汽油车中,预计将于2020年对外亮相。如果此项技术集成到汽车被证明是成功的,沙特阿美希望它能在不久的将来投放市场。

采用湍流喷射点火(TJI)技术提高发动机效率的好处

兼容性
湍流喷射点火能使GCI技术在更广泛的转速/扭矩范围内工作,从而扩展GCI的技术优势。
经济高效
湍流喷射点火技术的硬件体系结构简单且成本高效,可以采用当前的发动机硬件。
降低排放
与传统汽油和柴油发动机相比,湍流喷射点火技术能做到较高的热效率和较低的排放。
符合法规要求
湍流喷射点火技术可以帮助汽车制造商满足政府法规与排放政策的要求。

对置活塞发动机

章节 4

对置活塞发动机是一种有发展前景的替代产品,能显著增强发动机功率和燃油效率。

这种发动机每缸使用两个活塞,做相反的往复运动。这种设计减少了摩擦和热损失,带来了更大的效率,进而提高了燃油经济性,降低了排放。

这是一个通用型解决方案。对置活塞发动机可以使用火花塞点火或压缩点火,也能使用汽油或柴油燃料。当该结构与沙特阿美的其他技术相结合,能创造更高的燃油效率和减排效益。

沙特阿美正在与其他技术开发商合作,如Achates Power和INNEngine,探索对置活塞发动机不同的设计方法。

Achates Power

Achates Power已经开发了一种双冲程对置活塞发动机,这种发动机采用直列式气缸和两曲轴布局。沙特阿美正在与Achates Power合作开发三缸汽油压燃点火发动机版本,目的是将车辆燃油经济性提高50%,同时满足未来的排放标准。

 

INNengine

INNengine正在设计一种两冲程对置活塞结构。两个活塞围绕一个中心轴布置,通过中心轴将扭矩传递给变速器。这样的布置能使发动机更加紧凑。按照设计,在每旋转一次,每个气缸中会发生两次燃烧,这是传统四冲程发动机功率的两倍,提供了更大的功率密度。下一步,沙特阿美计划与INNengine合作,进一步推进这项技术的研发。

采用对置活塞发动机技术改进发动机设计的好处

效率
对置活塞发动机技术有潜力超过柴油发动机的效率。
兼容
这一解决方案可以使用现有市场在售的燃料。
成本更低
由于零件少,没有气门机构和气缸盖,所以对置活塞发动机的结构更简单,能降低制造成本。
设计紧凑
紧凑的设计能减轻发动机的重量,减小体积。

移动碳捕获

章节 5

移动碳捕获(MCC)是一项创新技术,可以降低运输业的二氧化碳排放。

经过沙特阿美科学家九年时间的改进,现在这一技术的最新成果已经可以从汽车尾气中捕获高达25%的二氧化碳排放量。捕获的二氧化碳会存储在车上,卸载下的二氧化碳可应用于各种工业和商业场景,例如利用沙特阿美的聚合技术(Converge)制造高价值产品。

沙特阿美已经成功地在福特F-250皮卡和丰田凯美瑞中型乘用车上展示了移动碳捕获技术。最近,公司团队也开始将移动碳捕获技术集成到一款8级重型卡车上。沙特阿美的目标是将移动碳捕获技术与汽油压燃点火和其他提高效率的技术结合起来,将卡车的二氧化碳排放减少50%。

移动碳捕获技术具有大幅减少货运行业碳排放的潜力,尤其适用于运输车队。

 

移动碳捕获技术的好处

50%
此项技术的目标是减少50%的二氧化碳排放量。
货运排放
移动碳捕获技术有望大幅减少货运行业的碳排放。
CO2减排
移动碳捕获技术可与其它技术一起使用,进一步减少二氧化碳排放。