超強扭矩提升50%從何而來——柴油機的成功奧秘
柴油機的優點,已經為很多車友所熟知,省油、低速大扭矩、維護簡單、可靠性好、使用壽命長等都遠遠超過了汽油機能夠達到的高度。其中,又以扭矩優勢最為突出。以排量為2.0T的國內歐意德新一代柴油機,最大扭矩為310N\m,達到3.0L汽油發動機的水平。高扭矩也為柴油車帶來了一大批忠實的追隨者。下面就讓我們一起了解一下柴油機高扭矩輸出的奧秘。
眾所周知,發動機的扭矩來自于活塞做功過程中所產生的能量,而活塞所受到的推動力又來自于燃料燃燒時缸內空氣體積急劇膨脹而產生的強大壓力。換句話說柴油機的“進氣”和“噴油”共同決定了柴油機的扭矩優勢。
從工作原理看,柴油機采用的是壓然的方式,與采用點燃方式的汽油機相比,可以支持更大的空氣壓縮比。一般來說,汽油機壓縮比達到12:1就已經是非常先進的了,而柴油機的壓縮比很輕易的就可以達到高達20:1。高壓縮比空氣一方面可以支持更多燃料參與燃燒,提升功率水平,一方面氣缸內的高氣壓又可以為輸出高扭矩動力創造條件。
為了發揮柴油機高壓縮比優勢,新一代柴油機采用增壓技術,通過將更多空氣壓入汽缸,達到提升壓縮比進而提升扭矩的目的。但是,渦輪增壓技術在運用初期,一直面臨著渦輪遲滯問題,也就是說在車子在起步階段,由于排氣量小不足以帶動增壓渦輪工作,這時候扭矩輸出反而不如自然吸氣。為解決這個問題,歐意德發動機開始采用可變截面技術(VGT),通過不斷調整增壓器進氣渦輪夾角,來保障在任何情況下柴油機都能呈現強勁動力。
新一代發動機高扭矩優勢還得益于先進的燃油噴射系統。拿歐意德發動機搭載的新一代電控高壓共軌燃油噴射技術(CRDi)來說,由于采用高壓油泵單獨控制油壓,所以噴油壓力可以達到1600bar的水平,燃油霧化效果更好。而且,通過ECU高壓共軌系統還實現了對噴油壓力、噴油時機和噴油量的精確控制,大幅提升了燃燒的充分度,這恰恰是高扭矩產生的基礎。
可變截面渦輪增壓技術(VGT)和高壓共軌技術(CRDi)的介入,使得柴油機高扭矩的優勢得到了充分發揮。測試數據表明,新一代柴油機與同排量的汽油機相比動力可以提升50%以上,而能耗卻降低30%。
隨著能源需求節節攀升和汽車保有量的激增,如何在動力追求與“人、車、環境”的可持續發展間見找到一個平衡點,已經成為汽車產業不得不直面的課題,而柴油動力是目前最理想的方向。
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