柴油發(fā)動機以柴油為燃料。由于柴油的蒸發(fā)性和流動性都要比汽車差,因此柴油機不可能像汽油發(fā)動機那樣在氣缸外形成可燃混合氣,柴油機的混合氣只能在氣缸內(nèi)部形成,即在接近壓縮行程終點時,通過噴油器將柴油噴入氣缸內(nèi),柴油油滴在炙熱的空氣中受熱、蒸發(fā)、擴散,并與空氣混合形成可燃混合動力,最終自行發(fā)火燃燒。
由于采用壓燃的點火方式,柴油發(fā)動機在熱效率方面要高于汽油機,而且由于柴油本身的密度較大,等速行駛工況的燃油消耗量要小得多(等速工況行駛?cè)加拖牧繙y試是汽車實驗學(xué)的中汽車燃油經(jīng)濟性的一個重要實驗,其計算公式中密度處于分母位置)。傳統(tǒng)的柴油機通過噴油泵,噴油器和調(diào)速器等對柴油發(fā)動機進行燃料的供給,由于柴油機混合氣形成時間極短,只占15°-35°的曲軸轉(zhuǎn)角,燃燒室各處的混合氣成分很不均勻,且隨時間變化,所以就需要柴油發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)擁有良好的匹配。而傳統(tǒng)的柴油機完全通過機械間的作用來完成這一匹配,就導(dǎo)致了大家印象中的冒黑煙,大噪聲的出現(xiàn),而且柴油發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的優(yōu)勢也被埋沒。
隨著科技的進步,特別是當共軌技術(shù)成功運用于柴油發(fā)動機上后,柴油發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的優(yōu)勢立馬體現(xiàn)出來,而冒黑煙之類的弊病也不再存在。越來越多的車輛都開始使用柴油動力,在歐洲,幾乎一半的車輛都已經(jīng)開始使用柴油動力。而在國內(nèi),隨著大眾TDI,雙龍XDi等一大批先進柴油發(fā)動機的進入,也讓國內(nèi)的消費者們切切實實的體驗到了先進柴油動力帶來的駕駛感受。
經(jīng)過多年的發(fā)展完善,柴油機電控噴射系統(tǒng)已由第一代的位移控制到第二代的時間控制一直發(fā)展到了現(xiàn)在的壓力時間控制,也就是大家所熟知的共軌噴射技術(shù)。作為第三代的柴油機電控噴射技術(shù),共軌噴油系統(tǒng)擯棄了傳統(tǒng)使用的直列泵系統(tǒng),而代之以用一供油泵建立一定油壓后送到各缸公用的高壓油管(也就是我們所說的共軌),再由共軌將柴油送入各缸的噴油器。這樣一來,共軌柴油噴射系統(tǒng)的噴油壓力就與噴油量無關(guān),也不受發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速的影響,能根據(jù)要求任意改變壓力水平,使氮氧化物和顆粒物排放都大為降低。
與傳統(tǒng)的機械控制柴油噴射系統(tǒng)相比,電控柴油噴射有以下優(yōu)點:
1.機械控制噴射系統(tǒng)的基本控制信息是柴油機的轉(zhuǎn)速和加速踏板的位置,而電控噴射系統(tǒng)則通過許多傳感器檢測柴油機的運行狀態(tài)和環(huán)境條件,并由電控單元計算出適應(yīng)柴油機運行狀況的控制量,然后由執(zhí)行器試試。因此控制精確,靈敏。而且在需要擴大控制功能時,只需改變電控單元的存儲軟件,便可實現(xiàn)綜合控制。
2.機械控制噴射系統(tǒng)往往由于設(shè)定錯誤和磨損等原因,二是噴油時刻產(chǎn)生誤差。但是,在電控噴射系統(tǒng)中,總是根據(jù)曲軸位置的基本信號進行再檢查,因此不存在產(chǎn)生失調(diào)的可能性。
這些優(yōu)點也就注定了第三代的共軌柴油發(fā)動機將擁有更強勁的動力以及更經(jīng)濟的使用性能。
相比電控共軌噴射技術(shù)的姍姍來遲,渦輪增壓技術(shù)在柴油發(fā)動機上運用已經(jīng)超過半個世紀,幾乎已經(jīng)和柴油發(fā)動機完美匹配,通過渦輪增壓技術(shù)將空氣預(yù)先壓縮然后再進入氣缸,從而提高空氣密度,增加進氣量。這樣一來,也就提高了發(fā)動機輸出功率,改善了汽車的燃油經(jīng)濟性。
作為柴油發(fā)動機的傳統(tǒng)優(yōu)勢,低速大扭矩是汽油發(fā)動機無法比擬的,而通過新技術(shù)的運用,柴油車功率不足,提速慢的缺點也得以改善。下面我們通過數(shù)據(jù)來說明問題,相對于那些空白的溢美之詞,數(shù)據(jù)更有說服力。例如,采用了2.7LXDi柴油發(fā)動機的雷斯特2在4000轉(zhuǎn)時爆發(fā)最大功率121kW,在2400轉(zhuǎn)時能爆發(fā)出最大扭矩340牛米,排量同樣為2.7L的汽油豐田普拉多的最大功率120kW,不過在爆發(fā)最大功率時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到了5000轉(zhuǎn),而最大扭矩則是在3800轉(zhuǎn)時爆發(fā)246牛米。通過數(shù)據(jù)我們不難看出,使用了柴油發(fā)動機的雷斯特2在各項數(shù)據(jù)上都要由于采用了汽油發(fā)動機的普拉多,而且最大功率和最大扭矩爆發(fā)的轉(zhuǎn)速都要低很多,這在保證了加速能力的同時也保證了良好的燃油經(jīng)濟性。駕駛柴油版本的雷斯特2在高速公路上超車可以說是游刃有余,而在起步過程中更是能率先沖出停車線。作為一款SUV,越野能力是肯定要放在首位的,而柴油發(fā)動機低速高扭的特性則更適合越野車——爬坡、脫困,輕松完成,而在燃油經(jīng)濟性方面,10個油足以喂飽它。
在經(jīng)濟危機,石油危機等一波又一波的危機面前,一輛柴油SUV能讓大家在充分享受越野樂趣的同時還能響應(yīng)國家建設(shè)節(jié)約型社會的號召,何樂而不為呢?
在中國市場上的柴油SUV并不算多,但也不算少,但是大部分都集中在低端SUV上,技術(shù)落后,即使采用了共軌技術(shù)也沒有將共軌技術(shù)的極致發(fā)揮出來,功率也一直在70kW左右徘徊,而高檔的SUV基本不對中國國內(nèi)市場出售柴油版本車型,因為那些高檔的技術(shù)裝備更本無法適應(yīng)中國國內(nèi)惡劣的柴油質(zhì)量,相比之下,雙龍柴油發(fā)動機在技術(shù)以及適應(yīng)性方面都達到了很好的平衡,可謂是國內(nèi)柴油SUV的領(lǐng)軍車型。
相信隨著技術(shù)的不斷進步以及大眾的意識的轉(zhuǎn)變,越來越多的像雙龍系列的柴油SUV將進入我們的日常生活。
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