大眾都不會的技術 先進清潔柴油機技術解析

●未來技術-柴油機HCCI均質充量壓燃技術

　　未來排放法規將會越來越嚴格，即便是高壓共軌柴油機也只是擴散燃燒，燃燒反應速率遠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，擴散火焰外緣的高溫富氧區產生氮氧化物NOx，內部高位缺氧區產生微粒PM。因此傳統意義上燃燒的柴油機必然存在氮氧化物NOx和微粒PM。

　　HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）均質充量壓燃技術是結合傳統汽油機和柴油機的優點，實現均質混合氣自燃。HCCI燃燒是一種全局燃燒過程，可理解為燃燒過程為碳氫化合物自身氧化反應，沒有可識別的火焰鋒面，幾乎不受空氣流動強度影響。盡管現在柴油機的燃燒方式是廣義的HCCI，還是存在燃燒局部溫度過高。HCCI均質充量壓燃技術有燃燒速度快、持續時間短、穩定性高、燃燒最高溫度低特性。由此可得，柴油機的熱效率將會提高，動力性能和燃油經濟性大幅度提升。HCCI均質充量壓燃技術燃燒溫度比傳統柴油機要低，沒有局部高溫反應區和混合不均勻區域，減少燃燒不完全的現象。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。

　　未來柴油機技術將是越來越成熟，如二級渦輪增壓器，低速啟動小型渦輪，高速采用大型渦輪、雙EGR廢氣再循環系統、低壓縮比，防止高溫燃燒噪音等技術。因此現代柴油車不再是“黑噪抖”的代名詞。從燃油經濟性方面來說，現代柴油機已經達到混合動力車的水平，而且柴油價格也比汽油來得要便宜，同時動力表現還更好。最為重要的是柴油車排放水平早已與汽油車相當，甚至在二氧化碳排放上更少。

● 簡析優秀柴油機-SKYACTIV-D柴油機-全球首款無需配備NOx尾氣處理

　　馬自達創馳藍天技術不單只應用在汽油機上，而且應用在柴油機上的變化更讓人刮目相看。SKYACTIV-D柴油機主要采用低壓縮技術、減少缸內磨損技術、可變葉片二級渦輪增壓器等技術。其中2.2升雙渦輪增壓SKYACTIV-D柴油機配備在馬自達ANTEZA上，其最大功率128kW（175ps）在4500轉爆發，最大扭力420N·m只需2000轉，百公里油耗僅為5.3升。

　　由于采用低壓縮比技術，壓縮比只有14：1，與汽油機相當。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，同時讓燃燒壓力下降，防止柴油車的震動以及噪聲等缺點。由于工作溫度和壓力減少，工作負荷大幅度降低，可使發動機無需再背負厚重的缸體，從而達到較高的輕量化。因此SKYACTIV-D柴油機無需配備氮氧化物NOx后處理器也能達到日本的排放標準。

● 總結

　　柴油機從傳統的柱塞泵或分配泵時代躍升至高壓共軌時代，如同汽油機從化油器直接蹦到缸內直噴時代。柴油機的改變是有目共睹的，其中絕大部分技術是為了提升排放性能所用。在眾多先進的電控技術加持下，現代的柴油機幾乎不會有黑煙或排放動輒超標的情況出現，更重要是機內凈化能力，若本身機子燃燒不好，就算再多的機外尾氣處理也無補于事。可貴的是，柴油機同樣保留低使用成本和高效動力的特性，同時排放又能滿足要求，還有什么理由拒絕？當然還有人說它嘈，在高級的SUV上，其震動和噪聲得到很好的控制，實際駕駛幾乎感受不到；低級別的車型上，由于缸內燃燒優化，同樣也不至于太難接受。

　　如今的柴油機技術已經發展到一個較高的水平，可惜的是國內自主品牌還是沒有掌握真正的技術。高壓共軌、渦輪增壓、EGR等技術基本上都是受制于外人，這恰恰也是國家沒有明確大力支持柴油機乘用車的原因之一。同時，國內油品質量還有待提升——除了硫含量較多外，膠質較多也是造成發動機容易受損的原因之一。從《中國制造2025》政策解讀來看，國家還是想發展柴油機乘用車的，并且部分自主品牌也躍躍欲試，對先進柴油機進行研發生產?；蛟S，在青山三十而立時，國內的柴油機乘用車將會百花齊放。（圖/文/攝：太平洋汽車網 賴達聰 青山三劍客）

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