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柴油引擎共軌直噴系統
2024/10/15 08:23:19瀏覽23|回應0|推薦0

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說到柴油引擎,首先要提到的是它的燃料供應系統,

它是靠高壓壓縮燃料來引爆,當各汽缸的壓縮行程活塞快抵達上死點前,

燃料必須精準地被送進燃燒室之中,所以其噴射系統非常先進,

現在的汽油缸內直噴,柴油引擎早就開始使用了。

市場上,

柴油引擎獨占鰲頭的廠家當然首推Mercedes-Benz,

它的柴油引擎享譽全球,

統稱為CDI,

這三個字代表「Common-Rail Direct Injection」,

也就是最新的共軌直噴系統。

1998年時,由Bosch和M.Benz合作發展的共軌直噴引擎技術完成,

這個技術突破了舊款柴油引擎供油壓力隨著引擎的轉速而變化,

以致在低轉速柴油分子霧化不完全,造成嚴重的空氣污染,

同時燃燒效率也無法提高的問題。

新一代的共軌直接噴射系統先以

超高壓的幫浦將公共供油管中的柴油加以完全霧化以後,

再經由個別的噴油嘴噴入汽缸,這樣一來,噴油嘴不必再身兼加壓的重任,

供油壓力也不再與引擎轉速成正比,即便是在1,500轉的低轉速,

就可以產生1,000 bar以上的高壓,這是以往絕對無法達成的事。

但是第一代CDI仍然有它的缺陷在,它的供油泵浦須要有較大的動力,

因此容易形成較高油耗和油溫。

這個問題在第二代的高壓泵浦時解決了。

它的電腦可以根據引擎轉速及工作狀況決定噴油量,

而噴油壓力及正時也可以分別由電腦予以精確控制,

這一來能量的耗損也隨之大幅減低,

而且燃油壓力標準更由原來的1350 bar提昇至1600 bar,

讓低轉速能產生更大的扭力,同時也更省油。由於可以精確的控制噴油正時,

新款的柴油引擎又多出了「後燃」的動作,

也就是在汽缸已經完成了燃燒爆炸的行程之後,

再噴入少量的油來把沒有完全燃燒的微粒再一次燃燒乾淨,

這一來排放的污染物質當然可以大幅減少。

..

低廢氣排放 低噪音

柴油車以往最為人詬病的污染問題,現在可以說已經揚眉吐氣,不再成問題了。經過引擎技術的大幅演進,採用共軌噴射系統以及前後兩次噴油的「後燃」動作,使用品質比較好,含硫量比較低的柴油,以及裝置在排氣管上的微粒過濾系統、多元的觸媒轉化器,新的柴油車不論是二氧化碳、一氧化碳、碳氫化合物都有效較以往減少了30~50%,甚至遠比汽油引擎為低。在氮氧化物上它的排放量和汽油引擎相當,只有微粒物質的排放,雖然比起以往大幅減少了多達60%,還是高於汽油引擎,不過微粒物質至今仍不能証明對人體有害。看來柴油引擎的排放經過層層改善之後,已經可以說比汽油引擎還要低污染了。

關於廢氣排放,要特別注意的是,歐洲的柴油含硫量標準是10ppm,而目前台灣不論中油的超級柴油、台塑的環保柴油,含硫量都在50ppm,所以進口柴油車來到台灣以後,很容易出現冒黑煙、排臭氣,甚至發生震動和噪音的問題,這情況恐怕只能期待中油和台塑二家油公司快速改善了。

為了能更減低運轉噪音,新一代的CDI又特別採用了兩階段的預燃噴射方式以減少落差,四缸引擎還加入反向平衡軸抑制震動,廢氣控制方面,透過熱膜式流量計、電子廢氣循環閥等裝置,精確調節進排氣比例,再配合兩組微粒過濾裝置及觸媒轉換器後,排放標準可符合歐洲第三甚至第四期(EU3、EU4)的環保法規。最近M.Benz推出了全世界第一組鋁合金汽缸本體V6 3.0公升CDI,更使用了第三代的共軌直噴系統,噴射壓力仍然為1600 bar,但燃燒壓力高達180 bar而且能快速預熱。它不但具有更大的馬力,油耗與污染大幅降低(據稱符合EU5規範),而且震動和噪音極小,號稱是全球最佳的柴油動力源。這具新型的CDI之所以身具異能,要歸功於它的各式配備,包括:震膜式噴油嘴、電子式可變排氣渦輪葉片、EGR廢氣回收、節流閥、渦流進氣口精密控制等等。

https://www.oil.net.tw/posts.show_guest/2511.

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