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內容概述:
柴油發動機NVH&動力曲線特點柴油汽車的用車顧慮隨着皮卡和越野車的熱度的升高,選擇更省油的柴油動力似乎成為了熱門;不過對於沒有柴油車長期駕駛經驗的司機而言,一般不建議盲目的選擇此類車型。原因為NVH的整體水平仍舊不如汽油動力車輛,如果喜歡在春暖花開或秋高氣爽的時節開車窗駕車的話,柴油汽車尤其不該選擇!
柴油發動機的設計取向完全基於「節油」,不論量產機型的扭矩是大還是小,節油都是設計初衷。而想要節油只能提高混合油氣的燃燒充分性,提升的方式除直噴技術以外,主要為壓燃點火系統。
所謂壓燃指壓縮衝程中,通過平均≥15:1的超高壓縮比,將空氣高程度的壓縮使其分子劇烈碰撞產生高熱能;以高温實現直接引燃柴油進行做功,混合油氣在活塞將將達到上止點的瞬間就會爆燃,此時活塞要承受的衝擊力過大且不規則,活塞則會通過連接的曲軸導致機體共振。柴油汽車如養護不當,後期的振動會誇張到引起車輛內飾與座椅共振,駕乘感受確實不好。
【NVH·噪音振動與聲振粗糙度】是評價車輛品質的重要參考因素,機體振動會引起空氣的共振,也就是會出現聲波;所以物體發出聲音都是藉助於聲波,包括各式各樣的樂器,不同的聲線是不同的振動頻率的結果。
而柴油機的共振沒有悦耳的聲線,“噠噠噠”的節奏與較高的音強會有些難聽,尤其是適應了安靜汽油機的家用汽車司機往往不喜歡柴油機的聲線。所以判斷能否接受柴油汽車,最好找到一些車齡在5~8年之間的車輛去實際體驗。
【汽油機點燃式系統】的NVH體驗是良好的,其壓縮比與點火系統的特點,均為提升駕乘感受的設計。比如平均≤12:1的壓縮比不會產生太高的温度,混合油氣只會蒸發而不會被壓燃;點火依靠的是通過高壓線圈將12V電升壓到超2.2萬伏,再通過火花塞電出電弧引燃油氣。
而點火角度也比較特殊,往往是在壓縮衝程活塞達到上止點的瞬間不點火,在膨脹衝程活塞開始下行的瞬間點火做功;此時分子與活塞的碰撞強度會變弱,不規則的運動也會相對有規則。所以汽油機的振動與噪音表現都挺好,發動機與機腳工況良好的前提下,怠速是幾乎聽不到噪音與感受到振動的。
柴油機的節油基礎已經不再是高壓縮比和直噴技術,因為相同的技術已經應用於汽油機;目前主流的2.0T渦輪增壓機,汽柴油機的平均水平如下。
汽油2.0T-170kw/370N·m(1500~4000rpm)柴油2.0T-110kw/350N·m(1800~2300rpm)除極少數優秀柴油發動機以外,絕大多數2.0T/2.5T/3.0T柴油機的功率扭矩均不如主流2.0T,比如慶鈴3.0T的動力儲備竟然還低至不足90kw/290N·m,這要比優秀的1.5T直噴增壓汽油機還要弱。
那麼還想要節油就只能通過柴油自身燃燒反應運動強度高的優勢了,説白了就是轉化等量的熱能需要的柴油更少,或者理解為不用按照標準排量的噴油量即可達到最大扭矩。
但是想要體現出節油也必須是排量相同或相近,比如同為2.0T則柴油機油耗偏低,反之“柴·3.0T”動力不如“汽·1.5T”的話,同樣的駕駛感受肯定是大排量的油耗過高,當然也不會太高——因為轉速會被限制。
為何柴油發動機的扭矩尚可,但是功率(kw)卻普遍低於汽油機很多呢?
扭矩×轉速÷9549=功率,發動機輸出功率(馬力)越高,則車輛的加速能力與極速標準都會更好;而提升功率的方式包括提升轉速,因為扭矩和轉速是相乘的關係。
柴油發動機為了省油而限制轉速,當然這也有振動強度高,如高頻率拉昇高轉速無法控制磨損的考量;優秀的是柴油機峯值轉速也不過4000rpm,在轉速範圍窄的前提下,最大扭矩普遍在2500轉就會開始下滑。此時的扭矩小且轉速偏低,想要實現大功率就很難了——每個前進擋都無法輸出高功率,加速能力則普遍變弱。
缺點:
百公里加速成績差高速巡航再加速能力弱參考某3.2T-柴油動力皮卡(進口),其160kw/470N·m的動力儲備是不是很強?如果換做是汽油動力車輛的話,加速成績應當在7/8秒區間;但是這台皮卡的加速成績僅僅為11-12秒,所以不要認為單純的大扭矩就能有強勁的性能,轉速限制後必然會弱。
在高速公路巡航駕駛過程中,加速超車需要的是更高的功率,而轉速基數小則功率偏低,想要超車也只能緩慢的進行。
這就是柴油發動機的缺點,而汽油機的4000轉加速當然是常規操作,峯值轉速可以達到7000rpm左右;在足夠寬的範圍內峯值扭矩也可以大範圍持續,比如同樣為400N·m的2.0T汽柴油機,汽油機4000轉還是400N·m,但是柴油機相同轉速會低甚至更多,功率差距會不會很大呢?
功率的差值就是加速能力的強弱之分,駕駛大扭矩高功率的汽油車會有順暢的加速感,加速過程中的發動機聲線也算柔和;反之駕駛大扭矩低功率的柴油車,想要體驗公路的駕駛樂趣,以及提高超車效率以提高安全性就很難了。所以柴油機主要用於商用車型,比如指追求低油耗而在意NVH和駕駛感受的客車和貨車;至於歐洲有些柴油小車的流行,原因無非是要控制用車成本——再無其他因素了。
客觀因素:柴油汽車的檢測更加嚴格!
氮氧化物NOx顆粒物柴油機的超高壓縮比會生成這兩種主要物質,很顯然都是對空氣質量破壞比較程度比較大的物質;為了減少NOx的排放量,一線品牌都在為柴油機裝備「EGR廢氣循環利用技術」,指燃燒後的部分尾氣要送入進氣歧管二次參與燃燒,更充分的燃燒可以有效降低NOx和顆粒物。
然而還是有很多柴油汽車沒有使用EGR技術,因其製造成本是比較高的;重點是對於顆粒物的處理要求更嚴格,客車與貨車是要加裝DPF顆粒物捕捉器的,普通代步汽車也要加上這套系統。該系統對於功率扭矩會有進一步的影響,車輛維保成本也會更高。
這就是柴油汽車的優缺點,想要省油就不能考慮駕駛樂趣,對於NVH也要更加包容;不過大部分柴油汽車的動力水平並不比小排量的優秀直噴汽油機更強,所以在動力處於同一水平線的前提下,汽油車的排量優勢能做到油耗相當,結果是柴油汽車必然成為冷門。後期一旦比柴油系統更節油的混動汽車普及,柴油車的時代也就真的結束了。
編輯:天和Auto-小編
天和MCN授權發佈
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