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柴油发动机的工作特点决定了它本身就是低排放的发动机。现代先进的柴油发动机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术,柴油发动机在重量降低、噪音与烟度控制等方面已经取得了重大突破,目前柴油发动机的发展已经达到了汽油机的水平。
1.柴油发动机环保和节能是永恒的主题
机动车尾气排放是环境污染的重要因素之一,而柴油车的尾气排放又首当其冲。从1998年开始,我国一些大城市相继制订了地方性法规,限制柴油车进入城市。但近年来,这一现象发生了变化,当前柴油发动机已经在机动车排放法规实施最严格的欧洲、美国取得了很大成功。
造成中国部分城市禁止柴油车的祸首—— 碳烟,已经通过提高喷油压力的方法得到了有效解决。新型柴油机的微粒排放减少了9o%,一般为l6~21,而汽油机只有7~1O。柴油机的热效率远远大于汽油机,同时油耗要比汽油机低20%左右,CO2排放与汽油机相比也低得多。
对于现在的柴油发动机动力技术,以往高噪音、高震动、高污染等现象已经一去不复返了。新一代的柴油发动机已经完全接近汽油机的使用水平,能够满足更高层次用户的使用需要。在中国,尽管不少柴油发动机生产企业如:上柴、玉柴、大柴、锡柴等都已经开发出并采用了先进技术、达到国家环保标准的柴油发动机,但并不意味着柴油机在我国的发展已步入坦途,一些外部因素制约了它的推广和应用,我国的柴油质量仍有待提升。
燃油品质的好坏直接影响到汽车发动机的正常运转寿命、油耗和尾气排放,环保型发动机需要有与之相匹配的清洁燃料,高品质的燃料是实施尾气排放标准的前提条件。很多国家通过强制性法规以提高燃油品质。而我国目前柴油的品质较差,含硫量高,只相当于欧美1990年以前的水平,柴油标准的修订也严重滞后。机动车超载也是柴油车排放超标的重要原因。我国的营运车辆超载严重,可以说是一个“顽症”。
现今,由于运输业竞争激烈,有些车主把明明只能装3—5t的车,硬是装载10t以上。这种严重的超载不仅危及交通安全,还使柴油发动机在非正常的状况下运行工作,造成汽车排放超标,严重污染环境。车辆保养维护不规范,包括不及时更换滤清器、不依照规定重新校准喷油系统、使用不合格润滑油等都严重影响到柴油发动机的排放问题。
我国是石油进口国,所以节省燃油一直是内燃机工业的一项重要产业政策。柴油发动机有良好的燃油经济性,而且技术开发所需的花费也相对较低。从节省能源的角度来看,柴油机的燃油经济性要比汽油机高45%一60%。 随着一次又一次的石油危机,燃油价格也涨了一次又一次,根据调查,当前燃油经济性已是影响消费者购买的重要因素。因此开发环保节能的柴油发动机是各企业当务之急。
2.在四缸柴油发动机上采用增压中冷技术
以前只是在六缸机上才应用的技术一一增压中冷技术2003年已经在四缸机上得到了一定的普及,如玉柴的YC4108、YC4110、YC4112以及将要推出的YC4113等系列机型中都有增压中冷型柴油机产品,而且这些产品在20o3年增长快速。锡柴的411O系列柴油机在采用了增压中冷技术之后,不但功率水平得到了提高,销售情况也比2002年好。
主要是由于近两年我国的某些车型增长迅速,六缸机虽然动力足够,但由于外型尺寸的问题不能够实现匹配,而采用了增压技术后的四缸机型,不仅在排放水平上满足了欧Ⅱ标准的要求,而且在外型尺寸、匹配特性等多方面非常好地满足了整车的要求,同时在价格水平上也比较好地支持了这一类车型的市场价格定位,这些因素使得这些四缸机机型在一定领域取代了六缸机。
3.开发大功率柴油发动机是当务之急
我国目前对重型柴油发动机的开发相对滞后,不能满足用户更多的需要,12L以上的大功率柴油车必须依赖进口。而当前大排量柴油发动机增长非常迅速。
近两年一些中、重型货车企业在对外合资合作谈判中,将国外柴油机的技术引进列为谈判的核心内容,但引进的柴油机基本上都是大排量的柴油机,如东风发动机厂引进的雷诺Dcil1柴油机。这不是市场的巧合,而是中国的大吨位重型货车市场太具有吸引力了。
在国外12L、排放达欧I和欧Ⅱ标准的柴油车已成为主流产品。在美国使用最多的就是已普遍使用电控技术的224 448kW 产品。西欧重型车的发动机,224kW 成为起点功率,一般有4—5档不同的功率,供用户对不同车型、不同使用条件选用。德国奔驰和曼公司、瑞典的沃尔沃和斯堪尼亚公司等著名生产厂商基本上都有254、283、313、343和373kW 五种功率的发动机供用户选择。而我国的情况却是,269kW 以上的重型车廖廖无几,大部分还得依靠进口。
我国重型载货车的市场需求潜力很大,特别是一些跨国公司生产的特殊产品对运输条件要求越来越高,尤其是对大功率牵引车的需求呈上升趋势。面对这一巨大的市场需求,加大重型柴油发动机的研制和开发已经成为急迫的任务。
国家计委和科技部曾联合发布了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2001年度)》,确定了当前应优先发展的1O个产业141个高技术产业化重点项目,其中包括4—7L中、重型及12L大功率重型车用柴油发动机。按照国家产业政策,积极扶持和发展重型柴油发动机机车,特别是适时开发市场急需的12L大功率、大吨位柴油发动机机车,是我们目前急待解决的问题。
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