大眾都不會(huì)的技術(shù) 先進(jìn)清潔柴油機(jī)技術(shù)解析
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】最近,大眾因柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放造假的丑聞被推上風(fēng)口浪尖,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一時(shí)之間成為了眾矢之的。在傳統(tǒng)老百姓眼中,柴油機(jī)意味著吃苦耐勞、任勞任怨和少吃多干;然而排放不達(dá)標(biāo)、高噪音和震動(dòng)大等傳統(tǒng)柴油機(jī)的特點(diǎn)也深深地留在人們的腦海中。顯然,這些都是過(guò)去式,如今的柴油機(jī)已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍,其得到升級(jí)的燃油噴射方式足以讓柴油機(jī)不再背負(fù)“黑嘈抖”的罪名;同時(shí),國(guó)家層已經(jīng)將柴油和柴油機(jī)研發(fā)提升到主流層面,并且陸續(xù)出臺(tái)支持發(fā)展柴油機(jī)的政策。因此,在未來(lái)數(shù)年內(nèi),柴油機(jī)在國(guó)內(nèi)將獲得不小的發(fā)展空間。接下來(lái),小編就來(lái)說(shuō)說(shuō)新式柴油機(jī)具備哪些過(guò)人的技術(shù),幫助大家正確看待柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
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閱讀建議:文本內(nèi)容專業(yè)性較強(qiáng)。若想深入了解現(xiàn)階段柴油機(jī)的技術(shù)詳情,可從通篇仔細(xì)閱讀,文字內(nèi)容可深度挖掘;若只是想粗略了解情況,可點(diǎn)擊任何一張圖片,進(jìn)入讀圖模式閱讀,或點(diǎn)擊這里;若只是想快速瀏覽,點(diǎn)擊這里,閱讀紅色文字即可大致了解柴油機(jī)情況。本文由青山精心出品。
● 大眾,你別玷污清潔的柴油機(jī)
眾所周知,大眾EA189柴油發(fā)動(dòng)機(jī)被美國(guó)環(huán)保機(jī)構(gòu)抓到在柴油車排放造假。這是不誠(chéng)信的表現(xiàn),然而并不是技術(shù)上的問(wèn)題。大眾和部分歐洲廠商走的柴油機(jī)路線并不那么完美,需要添加尿素才能讓車輛的尾氣排放達(dá)標(biāo),增加用戶使用的成本和增高油耗,而且還削弱動(dòng)力表現(xiàn)。顯然這是有點(diǎn)殺雞取卵的做法。歸咎原因是大眾的柴油車技術(shù)不夠先進(jìn),機(jī)內(nèi)燃燒不充分,機(jī)內(nèi)凈化能力低所致。青山只想說(shuō),大眾放開(kāi)柴油機(jī),讓戴勒姆、馬自達(dá)、三菱、五十鈴來(lái)。
事實(shí)上優(yōu)秀的柴油機(jī)并不如此,其自凈能力較強(qiáng),無(wú)需機(jī)外處理排放便可達(dá)標(biāo),同時(shí)動(dòng)力燃油經(jīng)濟(jì)性一樣保持優(yōu)秀。下面看看有什么樣的技術(shù)保持柴油機(jī)的排放與動(dòng)力燃油經(jīng)濟(jì)性雙贏的局面。
● 柴油機(jī)的工作方式
說(shuō)到柴油機(jī)工作方式不得不說(shuō)柴油的特性。眾所周知,柴油和汽油都是石油提煉物之一,它們主要以碳?xì)浠衔锘旌衔锍霈F(xiàn),汽油與柴油分子上區(qū)別是中碳原子數(shù)不同,構(gòu)成不同相對(duì)分子質(zhì)量。煉制汽油與柴油最簡(jiǎn)便的方法是利用沸點(diǎn)不同直接進(jìn)行分餾,依次得到石油氣-汽油-煤油-輕、重柴油-渣油。換句通俗話來(lái)說(shuō),提煉汽油的過(guò)程必定提煉出柴油,柴油與汽油就是同一個(gè)媽生,只是柴油晚一點(diǎn)出世而且。
柴油與汽油燃料性質(zhì)不一樣,是引起汽油機(jī)和柴油機(jī)在混合氣體形成與燃燒方面差異的根本原因。影響柴油性質(zhì)主要有三個(gè)方面因素,發(fā)火性—十六烷值、蒸發(fā)性—餾程、低溫流動(dòng)性-冷凝點(diǎn)和粘度。
發(fā)火性—十六烷值 這是評(píng)定柴油自燃性是否容易的指標(biāo),近似汽油的辛烷值。柴油十六烷值越高,自燃性越好,工作越柔和,冷啟動(dòng)性能越好;但過(guò)高的十六烷值讓排氣和油耗增加,因此國(guó)家規(guī)定柴油十六烷值在50。
蒸發(fā)性-餾程 這是評(píng)定能否更好形成混合氣體,與柴油完善程度及起動(dòng)性能有密切關(guān)系。國(guó)家規(guī)定50%餾出溫度不超過(guò)300℃。
低溫流動(dòng)性和粘度 與柴油儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用有關(guān)。柴油以冷凝點(diǎn)作為其標(biāo)號(hào),即柴油失去流動(dòng)性開(kāi)始凝結(jié)溫度。0號(hào)柴油,其冷凝點(diǎn)不高于0℃,適用于中國(guó)大部分地區(qū),東北地區(qū)冬天則為-35#及以下,標(biāo)號(hào)越低,價(jià)格越貴。
機(jī)械雜質(zhì)、水分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和堿、殘?zhí)康入s質(zhì)和元素,與柴油機(jī)磨損腐蝕有關(guān)。
與柴油相比,汽油揮發(fā)性強(qiáng),因而可以在較低溫度下充分與空氣混合形成混合氣體,因而控制混合氣數(shù)量,便能調(diào)節(jié)汽油機(jī)的動(dòng)力輸出,屬于負(fù)荷條件。形象點(diǎn)來(lái)說(shuō),平時(shí)踩的油門實(shí)際上并不是控制噴油量大小,而是控制進(jìn)氣量多少,準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是“氣門”。柴油揮發(fā)性較差,粘性較好,不可能快速形成油氣混合氣,但適宜用油泵油嘴向氣缸內(nèi)部噴油,靠調(diào)節(jié)供油量來(lái)調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷,而吸入空氣量基本上是不變的,這種條件方式為質(zhì)調(diào)節(jié)。
柴油無(wú)法迅速形成均勻混合氣體,所以要使柴油機(jī)必須在過(guò)量空氣系數(shù)大于1的條件下工作。柴油的燃燒主要分為四個(gè)階段至滯燃期、速燃期、緩燃期和后燃期。每個(gè)階段都需要噴油,滯燃期前適量噴油,讓此時(shí)缸內(nèi)壓力和溫度迅速升高,即為引燃作用;速燃期內(nèi)在滯燃期內(nèi)照的混合氣幾乎邊開(kāi)始燃燒邊繼續(xù)噴油,使缸內(nèi)壓力升高,部分車型可高達(dá)13Mpa,同時(shí)壓力升高速率過(guò)大,影響柴油機(jī)的平穩(wěn)性。緩燃期是燃料充分燃燒的關(guān)鍵時(shí)期,此時(shí)缸內(nèi)溫度達(dá)到最高,可達(dá)2000k,約1750攝氏度。補(bǔ)燃期,少量燃油拖至此時(shí)進(jìn)行燃燒,整個(gè)過(guò)程較短。缸內(nèi)壓力不斷下降,若此時(shí)燃料剩余較多,則燃燒不充分,導(dǎo)致排氣溫度過(guò)高,不利于排放和燃油經(jīng)濟(jì)性。
燃油性質(zhì)同樣影響發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱循環(huán)模式。汽油機(jī)混合氣燃燒迅速,采用的是定容加熱循環(huán)。低速柴油機(jī)大部分燃料在上止點(diǎn)后燃燒,屬于定壓加熱循環(huán);乘用車柴油機(jī)屬于高速柴油機(jī),其燃油過(guò)程為定容定壓混合加熱循環(huán)。由于混合加熱循環(huán)方式增加了做功行程,讓燃料充分發(fā)揮讓化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這就是柴油機(jī)比汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性要好的最主要原因之一。
從燃燒過(guò)程來(lái)看,柴油機(jī)必須在過(guò)量空氣系數(shù)大于1的條件下工作(空氣量總比燃油量大),其過(guò)高轉(zhuǎn)速時(shí)空氣利用率較低,導(dǎo)致柴油機(jī)的升功率以及功率總要比汽油機(jī)要小。同時(shí)燃料燃燒時(shí)間較長(zhǎng)且充分,做功行程時(shí)柴油機(jī)缸內(nèi)溫度和壓力較高,對(duì)外輸出更多的功,適合在“低”轉(zhuǎn)速下可以爆發(fā)更大的力量。柴油機(jī)可理解為大力水手,吃得粗且少,力氣大,但百米跑步不快;汽油機(jī)則是百米飛人,吃得精而又不補(bǔ)營(yíng)養(yǎng),但力氣少了點(diǎn)。
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