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一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

提起柴油發動機,大家對其的印象肯定還停留在勁兒大、不環保、噪音大、大卡車、跟自己無關,這幾個關鍵詞上。其實在國外,乘用車搭載柴油發動機的現象非常普遍。但是在國內大家對柴油機的觀念還需要一段時間來改變。今天這篇文章,就藉助上汽大通釋出的全新π柴油發動機的機會,讓大家改變對柴油機固有的看法。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

汽油機和柴油機有啥區別?

首先汽油機和柴油機在結構上是大同小異的。最主要的區別就是點火方式的不同,汽油機會在壓縮的瞬間由火花塞產生電火花點燃汽油產生動力。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

而柴油機則是透過壓縮空氣後,與柴油混合在高溫作用下以自燃的方式做功。So,兩者最大的區別就是一個有火花塞,一個沒有火花塞。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

再來,由於點火方式的不同,產生的噪音也大不相同。柴油機的點火方式是要自燃到一定程度才可以釋放出動力,所以震動和爆發的聲音會比較響,這也是為什麼,柴油機噪音大的原因。除此之外,汽油機和柴油機在油耗上也有區別。這是燃油特性所決定的,與汽油相比,柴油的燃點低,著火點比較高,不容易揮發,因此柴油發動機就要比汽油發動機更省油。

上汽大通π?!

大家都知道,π在數學中代表圓周率,一個無限不迴圈小數。你們小時候肯定都背過,我先給大夥兒表演一段啊~π=3。1415926535……額~咳咳!為什麼上汽要用π來為這臺柴油發動機命名呢?因為在某種意義上,π代表著無限可能,也代表著持續突破。我想這就是上汽想賦予這臺柴油機的內涵吧。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

“全球最嚴”國六B排放

這臺正向開發的上汽π柴油機已經達到國六B標準。而用“全球最嚴”來形容即將到來的國六排放一點也不為過,為啥?看看下邊這張圖吧。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

除了一氧化碳和顆粒物數量(PN)沒有變化之外,國六B其他氣體的排放標準比國六A幾乎嚴了一倍,就更別提國五了。其中最明顯的還是柴油車氮氧化物的變化,國五的標準為180mg/km,而國六B則是35mg/km,不到前者的20%……。

這次的排放升級將分為兩個階段,國六A和國六B。A相當於是一個過渡期,在國五的基礎上小幅提升,全國所有車輛要在2021年7月1日前達到該標準。而B就是真正進入國六時代了,各項指標大幅上漲,2023年7月1日前所有車輛都必須達到B標準。雖然要求嚴格,但時間還算賦予,小五年的時間足夠各個廠家過度了。而上汽π則是提前小五年完成了“真正國6排放”。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

好啦,該鋪墊的也鋪墊完啦,下面咱們言歸正傳,來看看上汽π這臺柴油發動機到底有何過人之處。首先是基本引數,排量2。0L,分為單渦輪/雙渦輪系統兩個版本,不同版本發動機輸出功率、扭矩也各不相同。具體可以看下圖表格。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

就像文章一開始提到的,柴油機相比汽油機在扭矩輸出方面具備很大優勢。但不環保和大噪音也是其不可規避的問題。為了解決上述問題,上汽可是給這臺π柴油機上搭載了不少新技術,例如兩級渦輪增壓器(雙增壓版發動機具備)、水空中冷器、連續可變渦流進氣閥、2000bar高壓共軌噴射系統、偏置曲軸、分離式冷卻、高低壓EGR模組、二級可變數機油泵等主流技術,下面我們挨個點名講解。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

WGT+VGT兩級增壓器

WGT其實就是我們“常見”的渦輪增壓器,利用發動機排出的廢氣驅動增壓器中的渦輪旋轉,渦輪帶動同軸的葉輪高速旋轉,以離心的方式壓縮空氣,提高發動機的進氣量從而達到提高發動機動力的目的。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

但低速時發動機排出的廢氣,不足以讓渦輪葉片高速旋轉輸出額外動力,這就是我們常說的渦輪遲滯。這時,就該VGT登場了。它的全稱叫可變截面渦輪增壓器。這種渦輪增壓器的葉片是可調的。這些葉片可在低轉速、低排氣量的工況下關閉,從而增大發動機的進氣壓力。配合上WGT就能極大地改善了低轉速時的響應時間和加速能力。相應地,在各個轉速範圍內的節油效能也更上一層樓。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

高低壓EGR模組

EGR是廢氣再迴圈系統,簡單來說就是將排出的廢氣分離出一部分,匯入進氣中在燃燒一遍。主要目的就是為了降低廢氣中的氮氧化物(NOx),從而應對“變態”的國六B排放標準。

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水冷中冷器

水冷中冷器的作用就是,能進一步降低進氣溫度、提升進氣量,從而使發動機效率更高。除此之外,空氣從渦輪過來後流速快、溫度高、噪音也大。為此,上汽π還在增壓器後面加了一個消音裝置,以此來改善噪音問題。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

連續可變進氣渦流技術

空氣透過前面的水冷中冷器冷卻完畢後,就走到了進氣歧管的部分。這個“連續可變進氣渦流技術”就整合在進氣歧管中。它能透過調節進氣量的大小、速度、角度等改善缸內渦流的形成,使油氣混合更均勻、燃燒更充分,進一步實現節能。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

高壓共軌噴射系統

共軌技術是指高壓油泵、壓力感測器和ECU組成的閉環系統,將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。這種供油方式本身並沒啥驚奇的,很多年前就有的技術。難能可貴的是那高達每迴圈8次的噴油,這可直接關係到最終油耗的高低。這時有人就會問,次數越多那不就意味著噴油量越大越費油嗎?其實恰恰相反,就像自助餐館都會提示大家少量多次,如果只有一次取餐機會而且還要求你正好拿到吃飽的量,著很難。但是如果給你8次機會呢?噴油系統也是一樣總共8次機會,這次噴多了下次就少噴點,ECU會控制發動機的“食量”,合理的運用這8次機會。從而達到最大的燃油經濟性。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

曲軸偏置

這個曲軸偏置得舉個“栗子”才能更簡單地理解。腳踏車大家都騎過,腳踏車腳踏板轉過上、下頂點之後再用腳發力,就會比在頂點時發力更省勁。曲軸偏置技術就是類似這個原理。曲軸偏置的設計還有一個好處就是在做功行程時,連桿更接近於垂直狀態,這樣可以更多地將燃燒產生的壓力作用於曲軸,同時也減小了活塞在氣缸壁上的壓緊力和摩擦,從而提高活塞運動時的效率。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

分離式冷卻

分離式冷卻就很常見了,大家都知道冷卻系統有大小兩個迴圈,涼車啟動的時候冷卻液在缸蓋中流動(小迴圈),可以讓發動機更快的進入工作溫度。當發動機溫度合適了冷卻液就會同時在缸蓋和缸體中流動(大迴圈),使發動機不會過熱並保持在適宜的工作溫度下。

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二級可變排量機油泵

我們平時保養加的機油就是由機油泵抽到發動機內部,對金屬部件潤滑的。接下來兩句話概括。傳統的定排量機油泵,在發動機轉速低時機油排量小,容易造成潤滑不足,而在轉速高時機油排量又會過高,造成動力浪費。二級可變排量機油泵就可以針對發動機不同的運轉工況提供適當的機油量,保證潤滑的前提下降低能耗。

一臺達到了“全球最嚴”排放標準的柴油發動機

總結:

相比於汽油機來說,柴油發動機有著諸多優點。省油、效率高、並且由於沒有點火系統使得其故障也較少、更容易保養。在歐洲,柴油機是整個市場的主流。而在中國,由於柴油機自身技術落後,排放差、NVH效能表現差,加上中國柴油產量與質量不高,使得中國在柴油機推廣上一直處於較為落後的水平。

換言之,對於中國車企來說,沒有一款高水準的柴油機,就很難敲開以柴油機為主的發達國家市場的大門。但我想這次上汽大通推出的這臺π柴油發動機一定會開啟這種尷尬的局面。同時,希望我們也可以享受到上汽在柴油機領域的高品質發動機,真正感受到高品質柴油機帶給自己生活的實惠與便利。

最後問問大家,你們覺得為什麼柴油車型在國內不火呢?

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