大眾都不會(huì)的技術(shù) 先進(jìn)清潔柴油機(jī)技術(shù)解析

●未來(lái)技術(shù)-柴油機(jī)HCCI均質(zhì)充量壓燃技術(shù)

　　未來(lái)排放法規(guī)將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，即便是高壓共軌柴油機(jī)也只是擴(kuò)散燃燒，燃燒反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于燃料和空氣混合速率?；旌蠚怏w濃度和溫度分布都不均勻，擴(kuò)散火焰外緣的高溫富氧區(qū)產(chǎn)生氮氧化物NOx，內(nèi)部高位缺氧區(qū)產(chǎn)生微粒PM。因此傳統(tǒng)意義上燃燒的柴油機(jī)必然存在氮氧化物NOx和微粒PM。

　　HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）均質(zhì)充量壓燃技術(shù)是結(jié)合傳統(tǒng)汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)均質(zhì)混合氣自燃。HCCI燃燒是一種全局燃燒過(guò)程，可理解為燃燒過(guò)程為碳?xì)浠衔镒陨硌趸磻?yīng)，沒(méi)有可識(shí)別的火焰鋒面，幾乎不受空氣流動(dòng)強(qiáng)度影響。盡管現(xiàn)在柴油機(jī)的燃燒方式是廣義的HCCI，還是存在燃燒局部溫度過(guò)高。HCCI均質(zhì)充量壓燃技術(shù)有燃燒速度快、持續(xù)時(shí)間短、穩(wěn)定性高、燃燒最高溫度低特性。由此可得，柴油機(jī)的熱效率將會(huì)提高，動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性大幅度提升。HCCI均質(zhì)充量壓燃技術(shù)燃燒溫度比傳統(tǒng)柴油機(jī)要低，沒(méi)有局部高溫反應(yīng)區(qū)和混合不均勻區(qū)域，減少燃燒不完全的現(xiàn)象。從而可以減少90%～98%的氮氧化物NOx排放和大幅度降低微粒PM排放。

　　未來(lái)柴油機(jī)技術(shù)將是越來(lái)越成熟，如二級(jí)渦輪增壓器，低速啟動(dòng)小型渦輪，高速采用大型渦輪、雙EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、低壓縮比，防止高溫燃燒噪音等技術(shù)。因此現(xiàn)代柴油車(chē)不再是“黑噪抖”的代名詞。從燃油經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代柴油機(jī)已經(jīng)達(dá)到混合動(dòng)力車(chē)的水平，而且柴油價(jià)格也比汽油來(lái)得要便宜，同時(shí)動(dòng)力表現(xiàn)還更好。最為重要的是柴油車(chē)排放水平早已與汽油車(chē)相當(dāng)，甚至在二氧化碳排放上更少。

● 簡(jiǎn)析優(yōu)秀柴油機(jī)-SKYACTIV-D柴油機(jī)-全球首款無(wú)需配備N(xiāo)Ox尾氣處理

　　馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)不單只應(yīng)用在汽油機(jī)上，而且應(yīng)用在柴油機(jī)上的變化更讓人刮目相看。SKYACTIV-D柴油機(jī)主要采用低壓縮技術(shù)、減少缸內(nèi)磨損技術(shù)、可變?nèi)~片二級(jí)渦輪增壓器等技術(shù)。其中2.2升雙渦輪增壓SKYACTIV-D柴油機(jī)配備在馬自達(dá)ANTEZA上，其最大功率128kW（175ps）在4500轉(zhuǎn)爆發(fā)，最大扭力420N·m只需2000轉(zhuǎn)，百公里油耗僅為5.3升。

　　由于采用低壓縮比技術(shù)，壓縮比只有14：1，與汽油機(jī)相當(dāng)。降低壓縮比可大大降低燃燒溫度，極大的減少氮氧化物NOx的排放，同時(shí)讓燃燒壓力下降，防止柴油車(chē)的震動(dòng)以及噪聲等缺點(diǎn)。由于工作溫度和壓力減少，工作負(fù)荷大幅度降低，可使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需再背負(fù)厚重的缸體，從而達(dá)到較高的輕量化。因此SKYACTIV-D柴油機(jī)無(wú)需配備氮氧化物NOx后處理器也能達(dá)到日本的排放標(biāo)準(zhǔn)。

● 總結(jié)

　　柴油機(jī)從傳統(tǒng)的柱塞泵或分配泵時(shí)代躍升至高壓共軌時(shí)代，如同汽油機(jī)從化油器直接蹦到缸內(nèi)直噴時(shí)代。柴油機(jī)的改變是有目共睹的，其中絕大部分技術(shù)是為了提升排放性能所用。在眾多先進(jìn)的電控技術(shù)加持下，現(xiàn)代的柴油機(jī)幾乎不會(huì)有黑煙或排放動(dòng)輒超標(biāo)的情況出現(xiàn)，更重要是機(jī)內(nèi)凈化能力，若本身機(jī)子燃燒不好，就算再多的機(jī)外尾氣處理也無(wú)補(bǔ)于事?？少F的是，柴油機(jī)同樣保留低使用成本和高效動(dòng)力的特性，同時(shí)排放又能滿(mǎn)足要求，還有什么理由拒絕？當(dāng)然還有人說(shuō)它嘈，在高級(jí)的SUV上，其震動(dòng)和噪聲得到很好的控制，實(shí)際駕駛幾乎感受不到；低級(jí)別的車(chē)型上，由于缸內(nèi)燃燒優(yōu)化，同樣也不至于太難接受。

　　如今的柴油機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)較高的水平，可惜的是國(guó)內(nèi)自主品牌還是沒(méi)有掌握真正的技術(shù)。高壓共軌、渦輪增壓、EGR等技術(shù)基本上都是受制于外人，這恰恰也是國(guó)家沒(méi)有明確大力支持柴油機(jī)乘用車(chē)的原因之一。同時(shí)，國(guó)內(nèi)油品質(zhì)量還有待提升——除了硫含量較多外，膠質(zhì)較多也是造成發(fā)動(dòng)機(jī)容易受損的原因之一。從《中國(guó)制造2025》政策解讀來(lái)看，國(guó)家還是想發(fā)展柴油機(jī)乘用車(chē)的，并且部分自主品牌也躍躍欲試，對(duì)先進(jìn)柴油機(jī)進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)?；蛟S，在青山三十而立時(shí)，國(guó)內(nèi)的柴油機(jī)乘用車(chē)將會(huì)百花齊放。（圖/文/攝：太平洋汽車(chē)網(wǎng) 賴(lài)達(dá)聰 青山三劍客）

如果您想了解更多汽車(chē)技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，請(qǐng)到技術(shù)頻道！