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都知道柴油發動機省油,但是這種機器為什么無法普及呢?

責任編輯:gdmachine人氣:215發表時間:2020-08-06 08:08:33

省油&動力強是柴油發動機的標簽,但為什么乘用車型普遍不使用呢?

原因有三點,第一點是柴油發動機的節油伴隨的是「NVH_噪音/振動/聲振粗糙度」水平的差。柴油是一種非常有意思的燃油,這種油的熱值雖然不高但燃燒產生的火焰溫度卻能達到1800℃(高于汽油600度),等量的柴油與氧氣反應可以得出非常高的扭矩,不過這是有前提條件的——壓燃,參考下圖。



汽車裝備的「內燃式熱機」是依靠燃燒轉化機械能(動力),汽油機的點火方式為混合油氣蒸發后被點燃,燃燒時的內能不會造成機體的嚴重振動。但是柴油是依靠超高的壓縮比產生高溫直接引燃混合油氣,而且是在活塞達到上止點的瞬間燃爆,這會造成對活塞連桿曲軸以及機體的更高強度振動,而振動必然會引發空氣共振產生聲波(噪音)。



01 用戶挑剔

柴油發動機運行中的振動與噪音很大,老舊柴油車總能感覺到檔桿與內飾的共振,這會讓汽車顯得很“low”。而汽車現階段仍然扮演著「大宗消費品」的角色,對于普通汽車用戶而言汽車不僅是通勤工具,更是財富與地位的象征;車輛具備足夠高的駕乘品質是體現價值的方式,那么“躁動”的柴油發動機自然難以被認可,即使汽油機油耗略高也只能認頭。



說明:并不是所有用戶都是因為這種心態而不選柴油動力汽車,在汽車工業大國“美國”同樣很少見到柴油動力家用汽車,即使是全尺寸的貨車-「皮卡」也是以汽油機為主。這就是對NVH單純的高要求導致的結果,因為消費能力達到一定程度后也會追求車輛的高品質,所以北美汽車用戶同樣不喜歡柴油車。



02 性能要求

大扭矩·低功率

大扭矩·高功率

上述兩個選項選哪個?柴油發動機的高性能只能體現于中低車速范圍內,因為這種機器依靠壓燃點火必然會有較大程度的振動,在這種狀態下以高過的轉速運行則會出現嚴重的磨損,機器的使用壽命是不可控的。所以柴油發動機即使有300/400N·m的最大扭矩,但是功率(馬力)往往會低至100/120kw之間,這已經是很不錯的水平了。



知識點:扭矩×轉速÷常數×倍率=馬力,常數倍率是不變的數據,那么結論則為「扭矩大·轉速高」才能實現大馬力,也就是足夠高的車速或高車速范圍內的理想加速能力。柴油發動機無法實現高轉速,3000/4000rpm往往就是極限了,所以這種機器的高速加速超車能力很差;而汽油發動機卻能達到6500/7500rpm的高轉速,而且依靠與柴油機相同的增壓技術也實現了相當的大扭矩,所以此類車的中高速加速感會很暢快,同時也是高效率超車保證駕駛安全的基礎。



03 排放物的特殊性

柴油燃燒后的產物主要有兩種:氮氧化物,顆粒物。前者是酸雨形成的主要物質,如果柴油動力汽車大量普及的話,氮氧化物與酸雨則會大面積破壞植物(主要為農作物與農田)。所以即使是汽車保有量不是很大的歐洲也制定出了禁售柴油車的時間表,汽車保有量即將成為全球第一的中國自然要控制柴油的消耗。



顆粒物的影響應該無須贅述,PM2.5的概念相信讀者基本都了解,這些物質與“呼吸系統”是極為不友好的。這就是要控制柴油發動機裝車量的原因,商用車型因為需要控制營運成本所以不得不使用,普通家用汽車在耗油量基數不夠大的前提下等于有其他選項,所以汽油機才會成為主流。

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