低污染释放柴油能量(图)

本田的i － DTEC 柴油引擎

大众Golf V 柴油车的微粒过滤器。

　　低污染释放柴油能量

　　The Catalysed Diesel Engine

　　文/ 韩少华

　　2.2 L 排量的i － DTEC 柴油引擎百千米油耗6L，仅为同等排量的汽油引擎油耗的70%。本田的这种热转换率超过45% 的引擎还带有自制氨气系统，其排放物可通过全球最严格的加州Bin5 标准。此时，大众、宝马、标致等公司也在关注柴油车动力与排放的平衡问题。清洁的柴油引擎让其中的满腔柴油爆发出最佳能量，同时，柴油车在欧洲市场的占有率也已超过40%。

　　当查尔轻轻点下油门，他感到这个动作从脚尖传到引擎之后转化成了一股强大的动力。查尔从法国南部小城蒙彼利埃出发，目标阿维尼翁，他要测试一下新车——这台2.2L 排量的i － DTEC柴油引擎即将不间断地工作连跑100 千米。温室气体二氧化碳排放少，燃烧效率高更省油，动力更强劲⋯⋯柴油引擎的好处并不少，然而为了达到环保标准，颗粒物排放难免超标的柴油引擎常常要以牺牲动力为代价。这台号称几乎是2008 年世界上最环保的柴油引擎究竟会怎样实现动力与环保的平衡，这是查尔关心的。

　　一脚把油门踩到底，不过10 秒钟，仪表盘上的指针已经打到了100 千米／小时。周末的公路上车很少，查尔试着把车速拉到212 千米／小时。150 马力引擎的4 个活塞以4000 转／分钟的高速改变着燃烧室内的气压，迫使持续喷入的雾化柴油反复地自燃，爆炸，爆发出的能量带着新车全速疾驰。

　　2.2L 开出4L 的快乐

　　车外下着雨。虽然在密闭的车厢里听不到雨声，但理性告诉查尔要控制车速。不过遇到其他车时，查尔总是会忍不住踩油门、换挡、提速、挥手致意，轻松超车然后绝尘而去。查尔知道，一台普通的自然吸气的汽油引擎也可以有同样的动力表现，但排量应该接近4L。

　　给柴油引擎补充动力的是它的扭矩。事实上，很多人选择柴油车都是看中它们的扭矩。以2.2L 排量的i － DTEC 来说，它的最大扭矩高达350 牛顿米，与4L 排量自然吸气汽油引擎的扭矩相同。这意味着当引擎达到扭矩峰值时，它释放的力量能瞬间把35.7 千克重的东西推开1 米。而且，柴油引擎甚至不用达到最高转速即可获得最大扭矩，因而能比汽油引擎在启动时更快冲到最高速。一般汽油引擎要到4000 转/ 分钟才能到达扭矩峰值，而i － DTEC在2000 转/ 分钟的时候就到达了，这就是它只需9.7秒就能从静止加速到100 千米/ 小时的原因。而且，充沛的扭矩也使利用6 速度手动变速器的快速跳挡动作变得更能轻易控制。

　　驶入山路弯道，查尔谨慎地降低了车速。入弯时车速还是有点高，外侧车轮承受着压力发出几下闷哼，但车声平稳，顺利入弯。查尔补油加速，转速从2000 以下迅速拉升至3000 转左右，前轮努力带着车头，车尾外推轻轻借力。“吁⋯⋯”随着查尔的口哨声，车已轻松出弯。

　　引擎的绿色战争

　　当车驶出山路，天已放晴。输出源源动力的引擎正以超高的频率不断做着往复运动，它的4 个活塞轮番与燃油在运动中展开总计每分钟数千次的激烈阵地战。

　　一切都发生在不到0.01 秒的时间里，在程序的精确指挥下，喷油嘴吹响每一次燃烧的号角。经过涡轮增压，被2000Bar( 相当于2000 千克施加于1 平方米的压力加压) 的柴油随之分成3 个阶段响应这场冲锋，它们在瞬间的压力释放中从喷油嘴冲出，化身一腔雾珠均匀而有力地占据燃烧室的每一个角落。事实上，第一阶段的前期喷射油量很少，但足以润滑其后活塞的打击，在现实层面则控制了燃烧顺畅及噪音程度。第二阶段的主喷射才是产生动力的真正进攻，同时活塞压迫燃油使它们在高压下自燃。瞬间引燃的燃料体积迅速膨胀，在这场燃油与活塞的阵地拉锯战中再次向前推进压迫活塞。此时，雾化越完全的燃油会产生越高效率的燃烧，而这样才不会产生过多的导致黑烟的颗粒物。平时所见的冒着黑烟并且刺鼻难闻的柴油引擎，就有可能是柴油错过引爆的最佳时机而引起的燃烧不完全所导致。其实，即使最佳的燃烧也会排放颗粒，因为目前尚没有100％不含杂质的柴油。最后阶段的后期喷射随之发生，少量的柴油被再次喷出用以粘连碳粒，同时也为与活塞的下一轮对抗清理战场。除了颗粒物，柴油燃烧还会带来以氮氧化物气体为主体的温室气体。因柴油燃烧不完全而增多的颗粒物和因为充分燃烧而生成的氮氧化物同为各项环保指标中严格控制的排放物，它们在引擎中的产生是一种此消彼长的关系，这给发动机设计师造成了不小的困扰。“事实上，要想以清洁柴油引擎的身份进入消费市场，就必须在解决动力与排放的平衡之前先解决颗粒物和氮氧化物排放的平衡。清洁的柴油引擎，只有在两个指标都达标的前提下才能被投入使用。”

　　现在流行的新式家用柴油引擎，会配备一罐尿素（主要成分氨水）作为中和氮氧化物的催化剂，用负价的氮来中和正价的氮。办法是有效，然而尿素携带麻烦，并且需要经常补充。i － DTEC 就不同了，也许是少量的柴油燃料参与了特殊的反应，引擎自己就能生成氨气参与随后中和氮氧化物的反应。同为引擎设计师的查尔也无法参透这个过程：“我只能从理论上推测到这步了。不拆开引擎是绝对不可能弄明白它是怎么做到的。”

　　为了节省参与制造氨气的燃油，还必须同时依靠其他途经减少氮氧化物。于是，仿效许多大型柴油机械设备引擎的做法，少量的氮氧化物废气被重新灌入燃烧室。废气是不可燃气体，它们被用来降低燃烧效率，其目的是减少需要处理的氮氧化物总量。至于因为燃烧不够充分而多产生的颗粒物，它们比温室气体容易处理的多，最终将会由一个颗粒收集器做过滤。

　　i － DTEC 由本田设计，因为它神秘的自制氨气系统而被美国《大众科学》杂志评为2007 年100大发明之一。除此之外，它集成了已经在现代柴油引擎运用成熟的包括涡轮增压、高压泵喷嘴、喷嘴增压、废气再循环、颗粒收集等技术，因此不仅燃烧效率高，热转换率超过45%，而且也通过了目前发布的所有环保排放标准。

　　当看到阿维尼翁教皇宫的尖顶，查尔留意了一下油表——少了6 升。查尔看不到的是另一个数值，16 千克——这部车跑大约100 千米路程所排放的温室气体。这个排放量属于D 类，符合严苛的欧5 环保标准，更可通过全球最严格的加州Bin5 标准。而它2.2L 排量百公里油耗6L 的表现，与同等排量的汽油引擎相比，大致可节能30% 左右。

　　2008 年初，i － DTEC 被灌满蓝色的液体，首次出现在底特律车展进行演示，之后被欧版的第八代雅阁先行搭载。据悉，2009 年初将在北美开始销售的新型讴歌或许将成为第二款搭载的车型。

　　等待合格的油

　　i － DTEC 是欧美柴油车系的一个小进步。同时，大众、宝马、标致等公司也纷纷推出清洁的小型柴油引擎车。柴油车在欧洲市场的占有率已经超过40%，与汽油车平分秋色。

　　尽管中国的汽车发烧友们对于欧美知名车系的中国版缺少柴油版而一再哀叹，小型家用柴油车在中国至今仍得不到推广，甚至在北京、广州等大城市被限制上路。

　　事实上，由于柴油燃烧时的能量获得率高达45%，而汽油只有33%，因此在相同路况下，柴油车与同等排量汽油车的油耗比例约为7：10。目前，一辆2.0L 的小型汽油车的综合油耗大约为每百千米10L，那么同类排量柴油发动机油耗则只有7L。以97 号汽油每升6.78 元，0 号柴油每升6.50 元计，每年行驶5 万千米，用柴油车可节省11005 元。

　　中国环保总局在2003 年曾发布《柴油车排放污染防治技术政策》，试图通过税收优惠等政策鼓励达到国家排放标准的柴油引擎的生产和使用。两年后，发改委和科技部再次尝试提出把柴油车和节能型车视为需要共同鼓励发展的车型。然而中国的柴油品质的低劣，无法支持轻型柴油车达成目前中国援用的欧4 环保标准，这最终导柴油车计划的搁浅。

　　机械工业联合会副会长张小虞则透露，除了柴油品质之外，柴油资源紧张更是政府控制家用柴油车推广的主要原因。目前中国的柴油与汽油的生产比例是3:7，本来就不多的柴油必须优先确保农业和工业等大型设备的使用。中国很多地区都出现了柴油供应跟不上只能紧急调配以缓解压力的现象。很多地区甚至对于柴油的销售采用批发限量或批零一价的方式。

　　欧洲恰恰相反。北海油田出产的原油大多炼制为柴油，因此导致欧洲市场柴油与汽油7:3 的局面。如果柴油资源本就不足的中国不顾及总体经济战略而盲目跟从柴油资源闲置的欧洲发展柴油家用车辆，那么或许会影响到工农业的能源使用。

　　天色渐晚，查尔驾车正原路返回，他面对即将到来的欧6 环保标准已经做出了最好的选择。然而，点燃人们热情的柴油引擎对中国来说依然显得遥遥无期。这似乎是在暗示科技作为生产力的地缘性特征。或许当商业化挟带全球化鼓舞着人们不顾一切地运用新技术时，我们应该明白不是一切新技术都会刺激经济增长，也不是一切新技术都会急匆匆地变成全球开花的生产力。

    来源：新知客