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柴油汽油總相宜 2008年03月04日 19:03 |
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引言:柴油發動機與汽油發動機的優點能否融合為一體?低噪音,低損耗,低排放? 大眾的柴汽混燃系統新型發動機或許是不錯的嘗試 選擇柴油發動機還是汽油發動機,哪一個能夠提供愛車更持久的動力?“毫無疑問,是集二者優點于一身的混燃發動機。”大眾公司研發總監Juergen Leohold這樣回答我們。混燃發動機不僅是Leohold先生,也是每個駕駛者的夢想。利用先進的發動機技術CCS-柴汽混燃系統,大眾公司將這一夢想變成了現實。帶著驕傲,Leohold先生向我們展示了第一輛使用柴汽混燃發動機的樣車 途安。由此,我們開始了這次的試車。 柴油發動機與汽油發動機各自具備哪些優勢?汽油發動機輕便,安靜,污染低,而柴油發動機卻擁有更強大的動力。它的自燃系統工作效率高,實現功率大,因此在馬力相同的情況下,柴油發動機比汽油發動機原則上要省油不少。
大眾公司核心科研組的動力專家們開始嘗試,將柴油發動機和汽油發動機二者的優點融為一體,作為未來理想發動機的雛形。“關鍵在于怎樣將它們融合。”汽油發動機的工作原理是將已經氣化的燃料與燃燒艙內的空氣經過均勻的混合,再由火花塞產生的火花點燃實現驅動。而柴油發動機卻完全不同, 燃燒艙內的空氣首先被壓縮至燃點,然後再注入燃料實現自燃。這一過程相對來說比汽油發動機慢一些,但卻能產生更大的壓力,而強大的壓力正是柴油機實現驅動的關鍵,盡管在這一過程產生的煙塵與氮氧化物比汽油發動機要多。 柴汽混燃系統現在將均勻的混合過程與無火花自燃二者合一,它的原理是:在活塞向死點運動的過程中,柴油機採用的共軌噴射技術能夠精確地噴射燃料入艙,這樣可燃物質就能在燃燒室內停留更長時間,並“參與”空氣壓縮。混合均勻的燃燒氣體由此產生,它在活塞運動開始後短時間內就可達到燃燒需要的壓力與溫度,最終實現自燃。之後的獨立燃燒過程比目前的TDI渦輪增壓直噴式發動機減少10%的放射物質和損耗。這里有一個竅門:燃燒後的廢氣排出之後,又被引回燃燒室。這種缺氧氣體不能再次被用來燃燒,卻可以加快壓縮。通過對燃料噴射的精確控制,燃燒過程被推遲了,燃燒室內的溫度和一氧化碳的排放量也降低了。為了確保這一過程的安全性,就需要量身定做的高效燃料:精確計算燃點和燃燒推遲的時機才能保証燃燒過程在不同的條件下都能夠順利進行。這種人工合成燃料通過化學方法添加炭氫化合物制作而成,使汽車燃料不再依靠原油儲備。在實驗裝置中,天然氣和生物能量分別被加工成為天然氣合成燃料和太陽合成燃料。這兩種燃料都不含硫化物和芳香汀,大大降低了環境污染。然而將這種燃料大規模投入使用,還需要相當長的一段時間。
理論我們就談到這里。作為第一輛採用CCS混燃發動機的試驗汽車,出現在我們面前的是大眾公司的途安。它是在馬力為140匹的TDI 2.0發動機的基礎上改造而成的,理論上它與傳統柴油機工作原理相同,但是在轉速方面,只有轉數在1000rpm-3000rpm之間,負載在低到中的情況下,才能實現燃料均勻燃燒。發動機的工作狀態會通過駕駛室內一個改造過的導航器屏幕呈現在駕駛者面前,駕駛者也可以自己通過發動機的聲音來判定其狀態。在實現均勻燃燒方面,這款途安還有待完善。“我們正不斷地對它進行改進,每個星期都會取得新的進展。”Leohold先生說道。 CCS混燃發動機在它的處女秀中証實了它與空氣的完美配合和強大的驅動力。大眾公司研發總監更對它的前途充滿了期待。在技術上,研發團隊只需對混燃發動機的雛形進行更精細的改進與完善,之後登場的就該是產品設計專家了。最多需要五年,我們便能夠看到CCS混燃發動機及其配套的加油設備的以成品的姿態出現。(作者:馮振輝)
大眾的混燃式發動機:在大眾TDI渦輪增壓直噴式柴油發動機基礎上改造的2.0升混燃機具備強大的空氣推動力來實現廢氣的回流
發動機管理:堆滿後備箱的就是用來監控發動機工作的儀表箱。當這個系列真正投入生產時,這些設備應該只有一個雪茄盒子般大小
功能-明顯的差距:TDI渦輪增壓直噴式柴油發動機(左圖) 吸入空氣之後,先進行壓縮,然後向死點噴射燃料。而最新的FSI燃油分層噴射汽油發動機(右圖)能夠同步進行燃料噴射和空氣吸收,均勻混合壓縮之後進行燃燒。CCS混燃發動機(中圖)在空氣填充之後進行壓縮的時候,才會噴射燃料,燃料觸到死點便可立刻實現自燃 |




