噴式柴油機技術詳解
大概是1976年美國開始做混合器排放法規控制的時候,當時我不在美國,我聽說當時三大公司聯手極力反對,一個理由是這個法規控制太嚴,如果實行這個法規對發動機的油耗、性能損害太大,另外一個理由是實行這個法規的成本過高。以這兩大理由阻止,當時美國環保部進行排溫都水城門票放標準的控制,到今天當時的排放標準和今天的排放標準比是9:1,今天只剩下10%的排放數據了。聽說最后美國環保部之所以能夠做,做出了第一臺滿足當時排放的車送到美國。這個歷史也是很像今天有些的說法和做法。
霧霾是一個新名詞,在美國、在中國都成為了一個影響大家正常生活的一塊,還有一個新名詞,叫做酸雨,這都是近幾年出現的一些新名詞,在這種情況下全球開始了以三大法規體系環保的工作,包括美國的體系、歐洲體系和日本體系,這張圖顯示的是現在正在實行的體系的情況。中國走的是歐洲體系,歐洲體系有20年,在這20年的過程中我們柴油機最重要控制的一個是顆粒,一個是氮氧化物,這兩個排放空壓機的情況已經減少了90%,氮氧化物減少86%,顆粒減少95%。我們90年代一年產100多萬臺車,到今天是1000萬臺車,排放上留給了我們10倍的空間繼續生產車和繼續擴大這個市場。
我們是怎么做到的呢?從柴油機開始說,90年歐洲開始做排放控制,這是巧合也好是技術推進也好,這時直噴式柴油機形成我們的一個新技術,然后逐漸到電噴,這張圖縱坐標是深功率,可以看出90年是一個轉折,在前面多少年都是比較慢的往上升,到了90年以后我們有了一個非常大的轉變,有兩大因素,一個就是直噴技術,第二個就是電控技術。在這個發展里面帶來了很多其他的東西,比如說爆發壓力,爆發缸內壓力在不斷增加,所有的技術都必須跟著這個往前走,這也是使我們今天享受跟20年產業界完全不一樣技術的原因。
20年來柴油機技術也從經驗工程逐步走向科學。在20年前或者30年前我們對柴油機的認識非常淺薄,把油送進去,活塞往下行把空氣吸進去以后進行一定的混合給我們提供能量,這是我們一個經驗工程可以認識到的。只有到了后來,就是最近20年我們有了各種各樣的研究手段和技術,對于燃燒過程有了一步一步的認識,冷凍機我們可以把一個油嘴給出來的空氣燃料比,可以從無窮大到無窮小這樣一個變化范圍內每一個過程都有清晰的認識,使得我們有辦法可以控制顆粒、可以控制氮氧化物,我們說顆粒和氮氧化物是一個相互矛盾的控制條件,所有對于顆粒控制有利的技術、手段都會增加氮氧化物的生成,這使得我們過去在一段時間里面有點束手無策。有人說當油到柴油機氣缸里面之后剩下的就只有上帝知道了,我們沒法控制,直到后來我們才發現實際上不是這么回事,這張圖很清楚,在顆粒和氮氧化物生成中間出現了一些綠色的區域,就是在這些綠色區域里面可以實現氮氧化物和顆粒的同步下降,有了這樣的認識以后大家就開始在這方面做工作了,所以改善混合器條件、降低局部空燃比,使得我們往綠色區域走。正是這樣一些技術使得柴油機的排放能夠走到今天。
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