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國內許多大城市禁售柴油車(chē),這與多數人對柴油發(fā)動(dòng)機的認識不足密切相關(guān)。更多人認為柴油車(chē)是振動(dòng)大、噪音高,行動(dòng)“緩慢”卻力量十足的小功率大馬力車(chē)型,更有甚者直接把“墨斗魚(yú)”式冒黑煙的車(chē)子看作是柴油車(chē)的典型代表。而技術(shù)發(fā)展以及城市環(huán)境建設要求大家必須重新認識柴油發(fā)動(dòng)機技術(shù),技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使柴油成為比汽油更潔凈的能源。
過(guò)去的柴油發(fā)動(dòng)機確實(shí)是有上述缺點(diǎn),因此很少用于民用車(chē),特別是轎車(chē)領(lǐng)域,幾乎全是汽油發(fā)動(dòng)機的天下。笨重、噪音振動(dòng)巨大的柴油發(fā)動(dòng)機,多用于卡車(chē)、機械車(chē)和純種越野車(chē)。但隨著(zhù)柴油發(fā)動(dòng)機技術(shù)的進(jìn)步,現在新型柴油機的諸多性能指標已經(jīng)能和汽油發(fā)動(dòng)機相媲美(甚至超越),而其無(wú)可比擬的燃油經(jīng)濟性則要遠遠勝過(guò)汽油機。因此,越來(lái)越多的新型柴油發(fā)動(dòng)機開(kāi)始在轎車(chē)上采用。TDI是英文“TurboDirectInjection”的縮寫(xiě),中文意思是“電控共軌柴油直噴渦輪增壓發(fā)動(dòng)機”。TDI通過(guò)采用電控共軌直噴和渦輪增壓的技術(shù),解決了老式柴油機的諸多問(wèn)題。本文以大眾TDI柴油發(fā)動(dòng)機為例來(lái)展示新型柴油發(fā)動(dòng)機的發(fā)展趨勢。
經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,大眾在TDI技術(shù)上已相對成熟,過(guò)去柴油發(fā)動(dòng)機之所以有種種缺點(diǎn),主要與柴油發(fā)動(dòng)機自身特點(diǎn)以及柴油特性有關(guān)。眾所周知,壓縮空氣會(huì )放出熱量。為了減少汽缸內部熱量,防止混合氣體過(guò)早自燃,所以加入渦輪增壓可有效降低發(fā)動(dòng)機的壓縮比。這樣就能減少一部分振動(dòng)和噪音,而且還提高了發(fā)動(dòng)機功率。
如果說(shuō)渦輪增壓技術(shù)早就在柴油發(fā)動(dòng)機上采用,不算什么新鮮東西的話(huà),電控共軌直噴則是對老式柴油發(fā)動(dòng)機進(jìn)行的本質(zhì)改進(jìn)。
所謂的直噴就是通過(guò)高壓噴射裝置把柴油直接噴射到燃燒室里,因為活塞的頂部都設計為一個(gè)凹陷的形狀,所以柴油和空氣在氣缸內會(huì )形成螺旋狀渦流混合氣體,這使得柴油和空氣混合更加充分,燃燒更加完全,由此提升了柴油發(fā)動(dòng)機的輸出功率,降低了油耗。
很多柴油發(fā)動(dòng)機均采用直噴方式,但TDI的控制方式與它們不一樣。TDI采用高壓共軌的電控噴射系統,它的概念比較類(lèi)似汽油發(fā)動(dòng)機的電噴系統。
一般柴油發(fā)動(dòng)機的噴射系統是通過(guò)主泵升壓以后由各個(gè)機械分泵來(lái)控制噴油,這種機械式的噴油很難做到精準控制。TDI發(fā)動(dòng)機通過(guò)電磁閥進(jìn)行柴油高壓噴射的控制———能做到更精確且實(shí)現閉環(huán)控制。因此,TDI發(fā)動(dòng)機在提高燃燒精度的同時(shí),能降低非正常的爆燃和敲缸,從而降低發(fā)動(dòng)機振動(dòng)和噪音,同時(shí)噴油壓力通過(guò)電泵提升,得到大幅提高,更有利于燃油的充分混合。說(shuō)到這里細心的讀者會(huì )發(fā)現,TDI的高壓共軌中沒(méi)有設置分泵。前文說(shuō)過(guò),分泵也是振動(dòng)和噪音的“元兇”,由于TDI發(fā)動(dòng)機以共軌和電磁閥代替了分泵的工作,所以在源頭降低了振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。
TDI采用的電子燃油噴射閉環(huán)控制,也有別于普通柴油發(fā)動(dòng)機的純機械式的開(kāi)環(huán)控制。這樣,可以在發(fā)動(dòng)機上布置類(lèi)似于汽油發(fā)動(dòng)機的各種傳感器裝置,進(jìn)一步使柴油噴射時(shí)間和噴射量的控制更精確,降低了CO、HC以及碳顆粒的排放(當然,對于碳顆粒的處理雖有效降低,但依舊不能完全控制,還需安裝濾網(wǎng)進(jìn)行碳過(guò)濾,這個(gè)過(guò)濾器需在保養時(shí)定期更換)。目前,歐洲每?jì)膳_大眾汽車(chē)中就有一臺是TDI車(chē)型,柴油車(chē)的銷(xiāo)量更是超過(guò)了40%。
TDI只是新型柴油發(fā)動(dòng)機當中的一個(gè)代表。實(shí)際上,歐洲的眾多廠(chǎng)商都在致力于轎車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機的研發(fā)和生產(chǎn)。在法國,PSA集團的柴油發(fā)動(dòng)機名氣明顯比它的汽油機大,許多新款車(chē)型(比如4007)甚至都沒(méi)有汽油發(fā)動(dòng)機可選擇。德國的另外兩大汽車(chē)巨頭奔馳和寶馬也同樣進(jìn)行著(zhù)這項工作,許多奔馳、寶馬車(chē)型都只有柴油版的選擇。
發(fā)表于 @ 2008年07月02日 12:15:00 |點(diǎn)擊數()