柴油机具有节油、低速、大扭矩、维护简单、可靠性好、使用寿命长等优点,已被许多车手所熟知,远远超过了汽油机所能达到的高度。其中,扭矩优势最为突出。国产新一代oeid柴油机排量为2.0T,最大扭矩为310n/m,达到了3.0L汽油机的水平。高扭矩也为柴油车带来了一大批忠实追随者。让我们来了解一下柴油机高扭矩输出的秘密。
众所周知,发动机扭矩来自活塞在工作过程中产生的能量,活塞的驱动力来自燃油燃烧过程中气缸内空气量迅速膨胀所产生的强大压力。换言之,柴油机的扭矩优势取决于柴油机的进气和喷射。
从工作原理上看,柴油机采用压缩空气方式,与点火方式的汽油机相比,压缩比更大。一般来说,压缩机与柴油机的比率为1:20。一方面,高压缩比的空气可以支持更多的燃料参与燃烧,提高功率水平。另一方面,气缸内的高气压会为高扭矩功率输出创造条件。
为了充分发挥柴油机高压缩比的优势,新一代柴油机采用增压技术。通过将更多的空气压入气缸,压缩比增加,扭矩增加。然而,在涡轮增压技术应用的初期,一直面临着涡轮迟滞的问题。也就是说,在汽车起步阶段,由于排气量小,不足以带动涡轮增压涡轮工作。此时,扭矩输出不如自然吸气好。为了解决这一问题,oeid发动机开始采用变截面技术(VGT),通过不断调整涡轮增压器进气涡轮的角度,保证柴油机在任何情况下都能呈现出强劲的动力。
新一代发动机的高扭矩优势也得益于先进的燃油喷射系统。以装备oeid发动机的新一代电控高压共轨燃油喷射技术(CRDI)为例。由于采用高压油泵独立控制油压,喷油压力可达1600bar,燃油雾化效果更好。此外,ECU高压共轨系统还实现了对喷油压力、喷油正时和喷油量的精确控制,大大提高了燃烧充量,正是高扭矩产生的基础。
通过变截面涡轮增压(VGT)和高压共轨(CRDI)的干预,充分发挥了柴油机高扭矩的优势。试验数据表明,与同排量汽油机相比,新一代柴油机功率可提高50%以上,能耗降低30%。
随着人们对能源需求的不断增加和汽车保有量的急剧增加,如何在追求动力与人、车、环境的可持续发展之间找到一个平衡点,成为汽车工业不得不直接面对的课题,而柴油动力则是目前最理想的发展方向。