德尔福第四代GDCI汽油机或将实现50%热效率

在今年底特律举办WCX2019（World CongressExperience全球汽车年会与展览）之前的SAE高效发动机论坛上，Delphi技术公司首席研究员在演讲中透露，基于当前Delphi主导的GDCI高效发动机研发成果，未来有望推出一款热效率达到50%的汽油发动机。

虽然近年以来，新能源汽车的发展如火如荼，给传统内燃机技术的发展带来了相当严峻的挑战，但是在短时间以内，或者说到2025年，发动机仍然是汽车的主流动力。在向电动化发展的过程中，混合动力作为过渡期内的重要解决方案仍然需要发动机的大力支持。

正是基于这样的趋势判断，Delphi仍然还在继续投资，研发新一代的发动机技术。GDCI发动机作为德尔福研发的一个长期项目，目前已经开展到第三代。

GDCI借鉴了HCCI均质压燃技术概念，但与GDCI与HCCI不同之处在于，HCCI发动机是在进气行程中向燃烧室喷入燃油，燃油和空气在活塞的压缩行程进行充分混合，当活塞到达气缸上止点之前，混合气压缩自燃。而GDCI发动机则是在活塞到达上止点之后才喷入燃油，燃油被喷入气缸后瞬间与高温空气混合着火。得益于该技术低温燃烧、高速燃烧的特性，使发动机实现最大热效率。

Delphi的GDCI发动机与一般汽油机不同的之处在于，它可以实现直接压缩点火，而无需火花塞参与，可以说是汽油机与柴油机的完美结合，兼具汽油机的低成本和柴油机的高效率，甚至要优于Mazda的Sky Active-X。虽然Delphi的GDCI与Mazda的skyactive-x都运用了HCCI均质压燃的概念，但是Mazda的SkyActive-X仍然需要火花塞辅助，相对GDCI结构复杂、成本更高且燃烧控制更为复杂。

Delphi的GDCI（左）与Mazda的Sky Active-X（右）

在前期公布的第三代（gen3）GDCI发动机中，其采用了350bar的燃油喷射系统，压缩比由14.5:1提升至16:1。采用长行程设计Long stroke S/B=1.28。根据试验结果，最低燃油消耗率为200g/kW.h，可以实现42%的热效率。

Gen3GDCI发动机热效率与竞品对比

通过上图可以看到，Gen3 GDCI发动机相较于2.0TGDI（EA888）发动机热效率提升22%，相较于2.0L柴油机提升11%，相交1.8L阿特金森发动机（第三代普锐斯）提升11%。

此外，Delphi的GDCI还受到美国能源部980万美元，为期四年的项目资助，该项目用来继续提升GDCI发动机的性能和效率水平，同时降低成本。

Delphi三个主要GDCI项目

在2019年SAE高效内燃机论坛上，Delphi公布了最新Gen3X GDCI发动机的研发成果，Gen3X发动机为一台2.2L的四缸双顶置凸轮轴汽油机，相比gen3代GDCI发动机，压缩比由gen3的16:1提升至17:1，并且还提升了燃油喷射系统、气门机构和增压系统的性能，最主要的是新一代发动机采用了新的高负荷燃烧策略。在Gen3X发动机中，将发动机工作区间分为“低负荷/冷启动运行区间”和“中-高负荷运行区间”，分别采用不同的燃烧控制策略。Gen3X GDCI发动机的测试结果显示其燃油消耗率最低为194g/kW.h，相当于43.5%的热效率。

Delphi科技首席专家在会上称，第四代GDCI（GEN4X）或将针对气缸采用隔热涂层来进一步减少热损失，并通过继续优化控制策略，以及其他技术的综合运用，最终实现50%的热效率。根据Delphi的规划，GDCI发动机或许在2022年可以实现量产。

Delphi作为知名的零部件供应商，高效率GDCI发动机研发成功的意义要远大于Mazda的Sky Active-X，毕竟Mazda的Sky Active-X在很大程度上只供Mazda品牌车型，而Delphi却可以向其他OEM厂商供应技术。

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