汽車發動機柴油化的發展趨勢解析

鄧海峰，初金川

（山東華源萊動內燃機有限公司，山東 萊陽265200）

正是由于我國不斷加快的社會化建設進程和飛速發展的現代化經濟，大部分地區的汽車數量都呈現出明顯的增長趨勢。如果換個角度來分析的話，會發現汽車的發動機在使用汽油的時候不但導致了非常嚴重的環境污染，還在很大的程度上使得汽車自身的機體性能出現顯著的下降［1］。雖然中國和世界上一部分國家比較起來的話，我國石油資源的儲備量還是相對充足的，但是人們在以后的生活中依然存在著大量浪費汽油的嚴重情況，我們就必須積極尋找可以替代汽油的能源，以此來保證能夠滿足日益增長的社會需求。除此之外，汽車柴油發動機的功能開發和運行的參數的優化等等方面都是需要我們不斷進行大量的實驗進行研究和開發的。因此，通過對汽車發動機柴油化的發展趨勢展開詳細的討論，并且對汽車柴油發動機實際使用的狀態和參數的研究，可以解決汽車發動機柴油化在開發的過程中為了實現節能減排的目標所需要面對的重點和難點的問題。

1 汽車發動機柴油化的發展背景

眾所周知，內燃機的顯著優勢是熱效率高、結構緊湊、機動性強和運行維護簡便。正是因為它眾多的優點，它強大的生命力經歷了一個多世紀都沒有衰減。而到了現代，航空、交通、農業和軍事等等各個領域都廣泛應用了內燃機，這很大程度上有力地促進了我國國民經濟的穩定發展，但是看到它帶來的便利的同時，我們也應該看到在汽車快速增加產量的前提下，隱藏的是加重的能源供應負擔和嚴重污染的環境，說明內燃機帶來了嚴重的能源危機和環境污染等問題［2］。內燃機的主要動力能源就是石油，但是石油作為一種不可再生的能源，它的可供開采量是比較有限的。雖然各個地區的石油儲采比差異是較大的，但是他們的平均值僅僅有五十年，而中國的石油儲采比只處在世界范圍內的中低水平上。當我們探究這個情況的主要原因是，發現伴隨著中國居民消費水平的普遍提高，汽車的生產和銷售的總量出現了急劇的增長，這就導致了石油消費的飛速增加。當前，中國石油的對外依存度已經接近了百分之六十，說明我國的能源安全現在已經提高到了國家戰略的高度，這在將來會嚴重影響我國社會經濟的可持續發展。因此，在如此嚴峻的情形下，我們需要做出重大的改變，汽車發動機柴油化就是一個很好的選擇。

首先，柴油發動機擁有低速大扭矩輸出的重要特性，這可以使柴油車在動力的響應和中段的加速性能上遙遙的領先于汽油車，因此它非常適合在需要頻繁啟停和加減速的城市道路上行駛，而且柴油發動機的轉速比較低會讓汽車在行駛的過程中能夠減少相關零部件的磨損，是它們不容易老化。其次，因為柴油機是壓燃式著火，不需要火花塞、高壓線圈等等的點火部件并且大多數還使用了比較先進的高壓共軌供油系統，可以大幅度的降低柴油機在油路和電路上的故障率，進口柴油乘用車可以達到的無故障里程數遠遠高于汽油車的水平［3］。此外，從燃料的理化性質上看，柴油屬于不易揮發的物質，它的性能比較穩定、安全系數也比較高。由于柴油車強勁的動力性、卓越的舒適性和堅實的可靠性，它已經得到駕駛者越來越高的評價。

2 汽車發動機柴油化的發展現狀

自從20世紀八十年代以來，中國的柴油機產業就進入了一個飛速發展的新時期。一大批先進的骨干企業的崛起使得我國柴油機的整體技術水平不斷提高，而且汽車的應用范圍也在逐漸的擴大，由從最早時候應用的重型車領域逐步擴展到了商用車和乘用車的領域。我國的政府部門也已經明確的提出要逐步的促進柴油發動機機高壓共軌技術的自主開發并且要推動柴油發動機在乘用車上的實際應用。因為我國國家政策的調整和推動，各個汽車的供應商也將發展高性能的車用柴油機確立了項目，并且還會逐漸推出大批量的柴油版量產車。但是目前，中國的汽車發動機柴油化依然存在著許多重要的問題，例如，因為柴油的煉化標準修訂嚴重落后于汽車工業的發展，因此會導致中國的柴油品質比較差，而這在很大的程度上會影響汽車發動機柴油化的應用和發展。

此外，由于將來研發的先進柴油乘用車必須要滿足動力性、經濟性和舒適性等等用戶各個方面的需求和嚴苛的標準，但是我國的車用高速柴油機的自主研發能力嚴重不足，有許多的關鍵零部件和系統都需要依賴進口，因此會使我國的整機技術水平大幅度落后于發達國家，而我國的產品也因此缺乏競爭力。總之，我國目前的情況就是需要把提升整車的性能需求作為汽車柴油發動機的整體開發目標以應對未來市場嚴峻的挑戰。

3 汽車發動機柴油化的發展方向

通過調查研究，我們發現柴油機和汽油機相比主要有以下優點：第一，柴油機比汽油機要經濟化，這主要是因為柴油的每單位能量含量都比汽油要高。其次，柴油機的壓燃特性使得它的熱效率要超過汽油機；第二，柴油機要比汽油機要環保化，從一般的層面上來說，機動車的排放物主要是有一氧化碳、碳氫化合物、二氧化碳、顆粒物和氮氧化物等等。而比較來說，柴油機排放的一氧化碳、碳氫化合物和二氧化碳含量是極低的。第三，柴油機的低速大扭矩特性能夠為汽車提供更好的使用性能，而且通過使用先進的燃油噴射技術、電控技術，現代柴油機的動力性、加速性和舒適性等等各項指標已經基本上和汽油機無差別。綜上，現代汽車發動機柴油化已經向著低排放、低油耗、可靠性好和動力強勁的方向發展并且具有這無法替代的優勢［4］。

4 結 語

當前，全球都處在大力倡導節能減排技術的環境下，而隨著成本競爭形勢的日益嚴峻，現代汽車柴油發動機的研究過程要求具有開發周期短、開發費用低和性能必須全面提升的特點。承擔著能源短缺和環境污染的雙重壓力，整個世界都在致力于開發低碳、環保、節能和成本比較低的先進動力技術來實現汽車工業的可持續發展。汽車柴油發動機和汽油機相比較，有著效熱效率更高、扭矩特性更好和二氧化碳排放更低的優勢，所以汽車發動機柴油化是實現汽車節能減排最有效的方法措施之一。