汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的發(fā)展趨勢(shì)解析

鄧海峰，初金川

（山東華源萊動(dòng)內(nèi)燃機(jī)有限公司，山東 萊陽(yáng)265200）

正是由于我國(guó)不斷加快的社會(huì)化建設(shè)進(jìn)程和飛速發(fā)展的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)，大部分地區(qū)的汽車數(shù)量都呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。如果換個(gè)角度來(lái)分析的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)在使用汽油的時(shí)候不但導(dǎo)致了非常嚴(yán)重的環(huán)境污染，還在很大的程度上使得汽車自身的機(jī)體性能出現(xiàn)顯著的下降［1］。雖然中國(guó)和世界上一部分國(guó)家比較起來(lái)的話，我國(guó)石油資源的儲(chǔ)備量還是相對(duì)充足的，但是人們?cè)谝院蟮纳钪幸廊淮嬖谥罅坷速M(fèi)汽油的嚴(yán)重情況，我們就必須積極尋找可以替代汽油的能源，以此來(lái)保證能夠滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求。除此之外，汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功能開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的參數(shù)的優(yōu)化等等方面都是需要我們不斷進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)的。因此，通過(guò)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)詳細(xì)的討論，并且對(duì)汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用的狀態(tài)和參數(shù)的研究，可以解決汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)所需要面對(duì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)的問(wèn)題。

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的發(fā)展背景

眾所周知，內(nèi)燃機(jī)的顯著優(yōu)勢(shì)是熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)和運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便。正是因?yàn)樗姸嗟膬?yōu)點(diǎn)，它強(qiáng)大的生命力經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)都沒(méi)有衰減。而到了現(xiàn)代，航空、交通、農(nóng)業(yè)和軍事等等各個(gè)領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用了內(nèi)燃機(jī)，這很大程度上有力地促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，但是看到它帶來(lái)的便利的同時(shí)，我們也應(yīng)該看到在汽車快速增加產(chǎn)量的前提下，隱藏的是加重的能源供應(yīng)負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重污染的環(huán)境，說(shuō)明內(nèi)燃機(jī)帶來(lái)了嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題［2］。內(nèi)燃機(jī)的主要?jiǎng)恿δ茉淳褪鞘?，但是石油作為一種不可再生的能源，它的可供開(kāi)采量是比較有限的。雖然各個(gè)地區(qū)的石油儲(chǔ)采比差異是較大的，但是他們的平均值僅僅有五十年，而中國(guó)的石油儲(chǔ)采比只處在世界范圍內(nèi)的中低水平上。當(dāng)我們探究這個(gè)情況的主要原因是，發(fā)現(xiàn)伴隨著中國(guó)居民消費(fèi)水平的普遍提高，汽車的生產(chǎn)和銷售的總量出現(xiàn)了急劇的增長(zhǎng)，這就導(dǎo)致了石油消費(fèi)的飛速增加。當(dāng)前，中國(guó)石油的對(duì)外依存度已經(jīng)接近了百分之六十，說(shuō)明我國(guó)的能源安全現(xiàn)在已經(jīng)提高到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度，這在將來(lái)會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在如此嚴(yán)峻的情形下，我們需要做出重大的改變，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化就是一個(gè)很好的選擇。

首先，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)擁有低速大扭矩輸出的重要特性，這可以使柴油車在動(dòng)力的響應(yīng)和中段的加速性能上遙遙的領(lǐng)先于汽油車，因此它非常適合在需要頻繁啟停和加減速的城市道路上行駛，而且柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比較低會(huì)讓汽車在行駛的過(guò)程中能夠減少相關(guān)零部件的磨損，是它們不容易老化。其次，因?yàn)椴裼蜋C(jī)是壓燃式著火，不需要火花塞、高壓線圈等等的點(diǎn)火部件并且大多數(shù)還使用了比較先進(jìn)的高壓共軌供油系統(tǒng)，可以大幅度的降低柴油機(jī)在油路和電路上的故障率，進(jìn)口柴油乘用車可以達(dá)到的無(wú)故障里程數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽油車的水平［3］。此外，從燃料的理化性質(zhì)上看，柴油屬于不易揮發(fā)的物質(zhì)，它的性能比較穩(wěn)定、安全系數(shù)也比較高。由于柴油車強(qiáng)勁的動(dòng)力性、卓越的舒適性和堅(jiān)實(shí)的可靠性，它已經(jīng)得到駕駛者越來(lái)越高的評(píng)價(jià)。

2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的發(fā)展現(xiàn)狀

自從20世紀(jì)八十年代以來(lái)，中國(guó)的柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)就進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的新時(shí)期。一大批先進(jìn)的骨干企業(yè)的崛起使得我國(guó)柴油機(jī)的整體技術(shù)水平不斷提高，而且汽車的應(yīng)用范圍也在逐漸的擴(kuò)大，由從最早時(shí)候應(yīng)用的重型車領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到了商用車和乘用車的領(lǐng)域。我國(guó)的政府部門也已經(jīng)明確的提出要逐步的促進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)高壓共軌技術(shù)的自主開(kāi)發(fā)并且要推動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在乘用車上的實(shí)際應(yīng)用。因?yàn)槲覈?guó)國(guó)家政策的調(diào)整和推動(dòng)，各個(gè)汽車的供應(yīng)商也將發(fā)展高性能的車用柴油機(jī)確立了項(xiàng)目，并且還會(huì)逐漸推出大批量的柴油版量產(chǎn)車。但是目前，中國(guó)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化依然存在著許多重要的問(wèn)題，例如，因?yàn)椴裼偷臒捇瘶?biāo)準(zhǔn)修訂嚴(yán)重落后于汽車工業(yè)的發(fā)展，因此會(huì)導(dǎo)致中國(guó)的柴油品質(zhì)比較差，而這在很大的程度上會(huì)影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的應(yīng)用和發(fā)展。

此外，由于將來(lái)研發(fā)的先進(jìn)柴油乘用車必須要滿足動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性等等用戶各個(gè)方面的需求和嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，但是我國(guó)的車用高速柴油機(jī)的自主研發(fā)能力嚴(yán)重不足，有許多的關(guān)鍵零部件和系統(tǒng)都需要依賴進(jìn)口，因此會(huì)使我國(guó)的整機(jī)技術(shù)水平大幅度落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，而我國(guó)的產(chǎn)品也因此缺乏競(jìng)爭(zhēng)力?？傊?，我國(guó)目前的情況就是需要把提升整車的性能需求作為汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體開(kāi)發(fā)目標(biāo)以應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化的發(fā)展方向

通過(guò)調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)和汽油機(jī)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，柴油機(jī)比汽油機(jī)要經(jīng)濟(jì)化，這主要是因?yàn)椴裼偷拿繂挝荒芰亢慷急绕鸵?。其次，柴油機(jī)的壓燃特性使得它的熱效率要超過(guò)汽油機(jī)；第二，柴油機(jī)要比汽油機(jī)要環(huán)保化，從一般的層面上來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)車的排放物主要是有一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒍趸?、顆粒物和氮氧化物等等。而比較來(lái)說(shuō)，柴油機(jī)排放的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖投趸己渴菢O低的。第三，柴油機(jī)的低速大扭矩特性能夠?yàn)槠囂峁└玫氖褂眯阅埽彝ㄟ^(guò)使用先進(jìn)的燃油噴射技術(shù)、電控技術(shù)，現(xiàn)代柴油機(jī)的動(dòng)力性、加速性和舒適性等等各項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)基本上和汽油機(jī)無(wú)差別。綜上，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化已經(jīng)向著低排放、低油耗、可靠性好和動(dòng)力強(qiáng)勁的方向發(fā)展并且具有這無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)［4］。

4 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前，全球都處在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排技術(shù)的環(huán)境下，而隨著成本競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，現(xiàn)代汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究過(guò)程要求具有開(kāi)發(fā)周期短、開(kāi)發(fā)費(fèi)用低和性能必須全面提升的特點(diǎn)。承擔(dān)著能源短缺和環(huán)境污染的雙重壓力，整個(gè)世界都在致力于開(kāi)發(fā)低碳、環(huán)保、節(jié)能和成本比較低的先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油機(jī)相比較，有著效熱效率更高、扭矩特性更好和二氧化碳排放更低的優(yōu)勢(shì)，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排最有效的方法措施之一。