國內(nèi)許多大城市禁售柴油車，這與多數(shù)人對柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的認(rèn)識不足密切相關(guān)。更多人認(rèn)為柴油車是振動(dòng)大、噪音高，行動(dòng)“緩慢”卻力量十足的小功率大馬力車型，更有甚者直接把“墨斗魚”式冒黑煙的車子看作是柴油車的典型代表。而技術(shù)發(fā)展以及城市環(huán)境建設(shè)要求大家必須重新認(rèn)識柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使柴油成為比汽油更潔凈的能源。
過去的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)是有上述缺點(diǎn)，因此很少用于民用車，特別是轎車領(lǐng)域，幾乎全是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的天下。笨重、噪音振動(dòng)巨大的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，多用于卡車、機(jī)械車和純種越野車。但隨著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在新型柴油機(jī)的諸多性能指標(biāo)已經(jīng)能和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相媲美（甚至超越），而其無可比擬的燃油經(jīng)濟(jì)性則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過汽油機(jī)。因此，越來越多的新型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)開始在轎車上采用。TDI是英文 “Turbo Direct Injection”的縮寫，中文意思是“電控共軌柴油直噴渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)”。TDI通過采用電控共軌直噴和渦輪增壓的技術(shù)，解決了老式柴油機(jī)的諸多問題。本文以大眾TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例來展示新型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢。
經(jīng)過十幾年的發(fā)展，大眾在TDI技術(shù)上已相對成熟，過去柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之所以有種種缺點(diǎn)，主要與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自身特點(diǎn)以及柴油特性有關(guān)。眾所周知，壓縮空氣會放出熱量。為了減少汽缸內(nèi)部熱量，防止混合氣體過早自燃，所以加入渦輪增壓可有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。這樣就能減少一部分振動(dòng)和噪音，而且還提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
如果說渦輪增壓技術(shù)早就在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上采用，不算什么新鮮東西的話，電控共軌直噴則是對老式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行的本質(zhì)改進(jìn)。
所謂的直噴就是通過高壓噴射裝置把柴油直接噴射到燃燒室里，因?yàn)榛钊捻敳慷荚O(shè)計(jì)為一個(gè)凹陷的形狀，所以柴油和空氣在氣缸內(nèi)會形成螺旋狀渦流混合氣體，這使得柴油和空氣混合更加充分，燃燒更加完全，由此提升了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，降低了油耗。
很多柴油發(fā)動(dòng)機(jī)均采用直噴方式，但TDI的控制方式與它們不一樣。TDI采用高壓共軌的電控噴射系統(tǒng)，它的概念比較類似汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的電噴系統(tǒng)。
一般柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射系統(tǒng)是通過主泵升壓以后由各個(gè)機(jī)械分泵來控制噴油，這種機(jī)械式的噴油很難做到精準(zhǔn)控制。TDI發(fā)動(dòng)機(jī)通過電磁閥進(jìn)行柴油高壓噴射的控制———能做到更精確且實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。因此，TDI發(fā)動(dòng)機(jī)在提高燃燒精度的同時(shí)，能降低非正常的爆燃和敲缸，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和噪音，同時(shí)噴油壓力通過電泵提升，得到大幅提高，更有利于燃油的充分混合。說到這里細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)，TDI的高壓共軌中沒有設(shè)置分泵。前文說過，分泵也是振動(dòng)和噪音的“元兇”，由于TDI發(fā)動(dòng)機(jī)以共軌和電磁閥代替了分泵的工作，所以在源頭降低了振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。
TDI采用的電子燃油噴射閉環(huán)控制，也有別于普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的純機(jī)械式的開環(huán)控制。這樣，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)上布置類似于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的各種傳感器裝置，進(jìn)一步使柴油噴射時(shí)間和噴射量的控制更精確，降低了 CO、HC以及碳顆粒的排放（當(dāng)然，對于碳顆粒的處理雖有效降低，但依舊不能完全控制，還需安裝濾網(wǎng)進(jìn)行碳過濾，這個(gè)過濾器需在保養(yǎng)時(shí)定期更換）。目前，歐洲每兩臺大眾汽車中就有一臺是TDI車型，柴油車的銷量更是超過了40%。
TDI只是新型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中的一個(gè)代表。實(shí)際上，歐洲的眾多廠商都在致力于轎車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)。在法國，PSA集團(tuán)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)名氣明顯比它的汽油機(jī)大，許多新款車型（比如4007）甚至都沒有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)可選擇。德國的另外兩大汽車巨頭奔馳和寶馬也同樣進(jìn)行著這項(xiàng)工作，許多奔馳、寶馬車型都只有柴油版的選擇。
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中國卡車網(wǎng)在線新聞組 張濤
