汽车发动机柴油化的发展趋势解析

邓海峰，初金川

（山东华源莱动内燃机有限公司，山东 莱阳265200）

正是由于我国不断加快的社会化建设进程和飞速发展的现代化经济，大部分地区的汽车数量都呈现出明显的增长趋势。如果换个角度来分析的话，会发现汽车的发动机在使用汽油的时候不但导致了非常严重的环境污染，还在很大的程度上使得汽车自身的机体性能出现显著的下降［1］。虽然中国和世界上一部分国家比较起来的话，我国石油资源的储备量还是相对充足的，但是人们在以后的生活中依然存在着大量浪费汽油的严重情况，我们就必须积极寻找可以替代汽油的能源，以此来保证能够满足日益增长的社会需求。除此之外，汽车柴油发动机的功能开发和运行的参数的优化等等方面都是需要我们不断进行大量的实验进行研究和开发的。因此，通过对汽车发动机柴油化的发展趋势展开详细的讨论，并且对汽车柴油发动机实际使用的状态和参数的研究，可以解决汽车发动机柴油化在开发的过程中为了实现节能减排的目标所需要面对的重点和难点的问题。

1 汽车发动机柴油化的发展背景

众所周知，内燃机的显著优势是热效率高、结构紧凑、机动性强和运行维护简便。正是因为它众多的优点，它强大的生命力经历了一个多世纪都没有衰减。而到了现代，航空、交通、农业和军事等等各个领域都广泛应用了内燃机，这很大程度上有力地促进了我国国民经济的稳定发展，但是看到它带来的便利的同时，我们也应该看到在汽车快速增加产量的前提下，隐藏的是加重的能源供应负担和严重污染的环境，说明内燃机带来了严重的能源危机和环境污染等问题［2］。内燃机的主要动力能源就是石油，但是石油作为一种不可再生的能源，它的可供开采量是比较有限的。虽然各个地区的石油储采比差异是较大的，但是他们的平均值仅仅有五十年，而中国的石油储采比只处在世界范围内的中低水平上。当我们探究这个情况的主要原因是，发现伴随着中国居民消费水平的普遍提高，汽车的生产和销售的总量出现了急剧的增长，这就导致了石油消费的飞速增加。当前，中国石油的对外依存度已经接近了百分之六十，说明我国的能源安全现在已经提高到了国家战略的高度，这在将来会严重影响我国社会经济的可持续发展。因此，在如此严峻的情形下，我们需要做出重大的改变，汽车发动机柴油化就是一个很好的选择。

首先，柴油发动机拥有低速大扭矩输出的重要特性，这可以使柴油车在动力的响应和中段的加速性能上遥遥的领先于汽油车，因此它非常适合在需要频繁启停和加减速的城市道路上行驶，而且柴油发动机的转速比较低会让汽车在行驶的过程中能够减少相关零部件的磨损，是它们不容易老化。其次，因为柴油机是压燃式着火，不需要火花塞、高压线圈等等的点火部件并且大多数还使用了比较先进的高压共轨供油系统，可以大幅度的降低柴油机在油路和电路上的故障率，进口柴油乘用车可以达到的无故障里程数远远高于汽油车的水平［3］。此外，从燃料的理化性质上看，柴油属于不易挥发的物质，它的性能比较稳定、安全系数也比较高。由于柴油车强劲的动力性、卓越的舒适性和坚实的可靠性，它已经得到驾驶者越来越高的评价。

2 汽车发动机柴油化的发展现状

自从20世纪八十年代以来，中国的柴油机产业就进入了一个飞速发展的新时期。一大批先进的骨干企业的崛起使得我国柴油机的整体技术水平不断提高，而且汽车的应用范围也在逐渐的扩大，由从最早时候应用的重型车领域逐步扩展到了商用车和乘用车的领域。我国的政府部门也已经明确的提出要逐步的促进柴油发动机机高压共轨技术的自主开发并且要推动柴油发动机在乘用车上的实际应用。因为我国国家政策的调整和推动，各个汽车的供应商也将发展高性能的车用柴油机确立了项目，并且还会逐渐推出大批量的柴油版量产车。但是目前，中国的汽车发动机柴油化依然存在着许多重要的问题，例如，因为柴油的炼化标准修订严重落后于汽车工业的发展，因此会导致中国的柴油品质比较差，而这在很大的程度上会影响汽车发动机柴油化的应用和发展。

此外，由于将来研发的先进柴油乘用车必须要满足动力性、经济性和舒适性等等用户各个方面的需求和严苛的标准，但是我国的车用高速柴油机的自主研发能力严重不足，有许多的关键零部件和系统都需要依赖进口，因此会使我国的整机技术水平大幅度落后于发达国家，而我国的产品也因此缺乏竞争力。总之，我国目前的情况就是需要把提升整车的性能需求作为汽车柴油发动机的整体开发目标以应对未来市场严峻的挑战。

3 汽车发动机柴油化的发展方向

通过调查研究，我们发现柴油机和汽油机相比主要有以下优点：第一，柴油机比汽油机要经济化，这主要是因为柴油的每单位能量含量都比汽油要高。其次，柴油机的压燃特性使得它的热效率要超过汽油机；第二，柴油机要比汽油机要环保化，从一般的层面上来说，机动车的排放物主要是有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物等等。而比较来说，柴油机排放的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳含量是极低的。第三，柴油机的低速大扭矩特性能够为汽车提供更好的使用性能，而且通过使用先进的燃油喷射技术、电控技术，现代柴油机的动力性、加速性和舒适性等等各项指标已经基本上和汽油机无差别。综上，现代汽车发动机柴油化已经向着低排放、低油耗、可靠性好和动力强劲的方向发展并且具有这无法替代的优势［4］。

4 结 语

当前，全球都处在大力倡导节能减排技术的环境下，而随着成本竞争形势的日益严峻，现代汽车柴油发动机的研究过程要求具有开发周期短、开发费用低和性能必须全面提升的特点。承担着能源短缺和环境污染的双重压力，整个世界都在致力于开发低碳、环保、节能和成本比较低的先进动力技术来实现汽车工业的可持续发展。汽车柴油发动机和汽油机相比较，有着效热效率更高、扭矩特性更好和二氧化碳排放更低的优势，所以汽车发动机柴油化是实现汽车节能减排最有效的方法措施之一。