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柴油发动机有望在乘用车市场推广 |
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| http://cn.newmaker.com
6/18/2009 10:07:00 PM
佳工机电网
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能源的日益短缺和人类对环境要求的不断提高，给汽车工业节能减排提出了新的挑战。随着科技的进步，特别是当共轨技术成功运用于柴油发动机上后，柴油发动机燃油经济性的优势立刻体现出来，而冒黑烟之类的弊病也不再存在。在欧洲，几乎一半的车辆都已经开始使用柴油动力。
现任中国内燃机学会六届理事会专家技术咨询委员会委员、同济大学教授董尧清日前表示，柴油乘用车在中国市场会得到长足的发展。
柴油机的老弊病
柴油发动机以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流动性都要比汽油差，因此柴油机不可能像汽油发动机那样在气缸外形成可燃混合气，柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过喷油器将柴油喷入气缸内，柴油滴在炙热的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合动力，最终自行发火燃烧。
由于采用压燃的点火方式，柴油发动机在热效率方面要高于汽油机，而且由于柴油本身的密度较大，等速行驶工况的燃油消耗量要小得多（等速工况行驶燃油消耗量测试是汽车实验学的中汽车燃油经济性的一个重要实验，其计算公式中密度处于分母位置）。传统的柴油机通过喷油泵，喷油器和调速器等对柴油发动机进行燃料的供给，由于柴油机混合气形成时间极短，只占15°~35°的曲轴转角，燃烧室各处的混合气成分很不均匀，且随时间变化，所以就需要柴油发动机的燃油供给系统拥有良好的匹配。而传统的柴油机完全通过机械间的作用来完成这一匹配，就导致了大家印象中的冒黑烟，大噪声的出现，而且柴油发动机燃油经济性的优势也被埋没。
众所周知，柴油车在节能、经济、环保、安全、耐用、性能、规模化等方面具有自身的优点，与同等排量的汽油车相比，油耗比汽油车节省30%以上，二氧化碳排放低；转矩大，爬坡能力强；启动性能好。但是目前柴油车的主要问题是排放。柴油机排放物主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、颗粒等成分，一氧化碳和碳氢化合物排放比汽油机低，氮氧化合物与颗粒排放比汽油机要高，这与环保目标背道而驰。
技术革新进行中
天津大学的相关人员一直在研究更新的技术，他们提出了基于电控高压共轨燃油系统的多脉冲复合控制均质压燃（简称HCCI）燃烧系统。该系统应用电控共轨燃油系统对燃油喷射规律实现多脉冲灵活控制，通过提前角大于上止点前90°的多次脉冲喷射，成功控制了预混合气的形成、着火和燃烧过程。
董尧清表示，目前，新的均质压燃（HCCI）燃烧方式可使柴油机的NOX和PM排放同时降低；能大大提高汽油机在中、低负荷运行区的热效率，改善其燃油经济性。均质压燃的混合气燃烧不依靠点火和火焰传播，因此空燃比不再受到燃烧的限制，压缩比也不再受爆震的限制。当空燃比和压缩比不受限制后，热效率有可能大幅度提高。由于使用非常稀的混合气，氮氧化物排放大幅下降。近些年来电控技术和硬件技术的发展使车用均质压燃汽油机成为可能。因此，近年来HCCI燃烧方式在国内外得到了广泛的研究。
随着能源的日益短缺和人类对环境要求的不断提高，对汽车工业节能减排提出了新的挑战。近期目标首先要求传统的汽油机、柴油机在现有的基础上加快进行改进提高，进一步降低燃油耗和排放，新型燃烧方式的研究有望使汽油机和柴油机各自吸取对方的优点，工作得更加完美；同时可以预见对汽车工业来说，能源和动力装置的多元化时代已经来到或即将来到。
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