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柴油动力清洁高效快速的汽车

汽车 2019-12-04 11:39:15

在密歇根州奥本山外的75号州际公路上与向北行驶的车辆合并。在美国,我猛踩油门,迅速向左拐进了超车道,然后有力地超过了我周围的汽车。在其他任何一辆车里,在任何一个灰色的早晨,这只是另一个州际的时刻。但在这个交通高峰期,我驾驶的是大众捷达(Volkswagen Jetta) 2009年量产前的车型。这款车由一台2.0升涡轮增压、直接喷射的柴油发动机驱动,尽管我把速度限制搞得支离破碎,但它的平均油耗接近每加仑50英里。

同样重要的是,从排气管排出的废气并不比我从后视镜里看到的35英里每加仑的经济箱排放的废气更脏。速度、燃料效率和最低排放?这些特点通常与柴油动力汽车无关。但他们会的。

大多数美国人对柴油车的印象不好。我们认为它们很吵,很难启动,而且气味难闻。我们嘲笑他们缺乏汽油动力的动力。我们讨厌它们是因为它们被认为是环境的罪孽,主要是它们排放到大气中的硫和氮化合物造成的污染。上世纪70年代的两次能源危机推动柴油车在全国普及,并持续了10年。当时,许多司机忽略了柴油发动机的缺陷,或者根本没有意识到这些缺陷,因为柴油发动机汽车每加仑汽油的行驶里程比同类汽油动力汽车高出30%。买柴油车感觉很精明,甚至很大胆。随后,在20世纪80年代中期,燃油价格下跌,司机们也放弃了他们那咯吱咯吱、发出难闻气味的吸油器。他们重新使用汽油。

今天,柴油动力系统再次出现在汽车制造商和注重效率的司机的地图上。即使燃料价格(不太可能)下降,这项技术也可能继续存在。这种新型汽车的性能与汽油动力汽车不相上下。至于过去的排放问题——嗯,肮脏的化石燃料不再那么肮脏了。

background - color: # cccccc风格=”;边界:1px实心#000000;"规则="所有"奥迪A4轿车

目标发布日期:2008年

这款240马力涡轮增压直喷发动机也将用于全尺寸奥迪Q7运动型多用途车。引擎:3.0升双涡轮直列六缸

目标发布日期:2008年

宝马计划在2008年推出这款3.0升5系和6系车型。据报道,它获得了超过35 mpg %的“风格=”填充:2px;“>引擎:2.9升TDI V6

目标发布日期:2009年

2010年前后,别克昂科雷(Buick Enclave)、通用汽车(GMC)阿卡迪亚(Acadia)和通用汽车(GM)的轻型皮卡(light-duty皮卡)也将采用清洁柴油。福特f - 150皮卡

目标发布日期:2009年

源自欧洲标准的3.6升,目前用于路虎,在高速公路上大约每加仑行驶31英里%“style=”填充:2px;“>引擎:2.2升i-DTEC

目标发布日期:2009年

英国版在城市和高速公路的混合驾驶中,每加仑汽油的耗油量达到51.4英里。混合动力的思域每加仑跑50英里。%" style="padding:2px;" > Engine:待定

目标发布日期:2010年

Aura的欧元孪生兄弟,欧宝Vectra,在09年得到了更多的TDI选择,这将转移到模型来这里。

美国环境保护署(Environmental Protection Agency)交通与空气质量办公室(Office of Transportation and Air Quality)主任马戈•奥格(Margo Oge)表示:“如果10年前你告诉我,我会把‘清洁’和‘柴油’放在同一个句子里,我会说你疯了。”然而,为了响应环保局于2006年底生效的规定,炼油厂现在正在生产所谓的超低硫柴油(ULSD)。根据定义,这种“清洁柴油”的含硫量不超过百万分之15。这比那些迪斯科时代的游乐设施中流经燃料输送系统的污泥清洁了98.5%,硫含量比1993年制定的500ppm标准低97%。硫的减少意味着进入大气的二氧化硫减少,在大气中二氧化硫可以与水结合产生硫酸,从而产生酸雨。硫轻燃料还有其他一些有益的作用,这些作用可能会使清洁柴油的问世与1974年无铅汽油的问世一样具有重大的环境意义。

“硫会阻塞柴油动力汽车的排放控制装置,就像铅会阻塞汽油系统的催化转换器一样,”Oge说。“去掉汽油中的铅使工程师们能够开发新一代的排放控制技术,帮助减少98%到99%的有害废气排放。”汽车制造商已经开始为燃烧ULSD的发动机建造废气净化系统,这样不仅可以隔绝硫,还可以隔绝其他污染物。虽然它们在设计上有所不同,但它们共享一些基本组件。例如,在梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)的BlueTec系统中,发动机排出的废气首先通过一个降低一氧化碳和碳氢化合物水平的装置过滤。然后,它通过一个装置来清除烟灰和其他微粒。最后,在剩余的废气中喷洒一种以尿素为基础的物质,帮助将有害的氮氧化物(NOx是这类化合物的简称)转化为无害的氮气和水蒸气。据梅赛德斯-奔驰称,该系统将有害排放总量减少了80%至90%。这个过程甚至消除了柴油的异味。

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两者都是内燃机,目的是将燃料中的化学能转化为机械能。

然而,柴油发动机和汽油发动机的燃烧方式不同。燃气发动机吸入汽油和空气的混合物,压缩后用火花塞点燃。柴油发动机吸入空气,压缩空气,将温度提高到800华氏度以上,然后将燃料注入气缸。当燃料接触到热空气时,就会点燃。这个过程是可能的,因为柴油发动机产生更大的压缩比和柴油燃料比汽油更稳定。通常情况下,汽油发动机的压缩比不高于12:1,以避免提前点火,这可能会损坏重要的部件。一台柴油机的压缩比为14:1,高达25:1。

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废气离开发动机,通过柴油氧化催化剂(DOC),这将一氧化碳和氢碳的排放量降到最低。然后,它通过一个自洁微粒过滤器,捕捉和储存烟尘。一种以尿素为基础的溶液,商业上称为AdBlue,然后被喷射到废气中。废气产生的热量将尿素转化为氨,氨与可控硅中的氮氧化物(NOx)发生反应,然后混合物转化为无害的氮气和水蒸气。

发动机排出的废气通过一个组合式DOC(减少一氧化碳和碳氢化合物的含量)和一个自洁微粒过滤器来清除烟灰。从那里,它进入了一种新型的催化转化器,可以从废气中吸收一部分氮氧化物并将其转化为氨,而不需要像AdBlue这样的有机催化剂。该系统将氨和剩余的氮氧化物重新组合,将其转化为无害的氮和水蒸气,就像SCR系统一样。

ULSD燃料和新的排气系统获得了大部分的柴油的赞誉,但他们不是唯一的进步,使今天的柴油有别于他们的前辈。先进的电子发动机控制模块调节功能,从燃油喷射到定时,比旧的机械控制系统更精确,进一步最小化排放和最大化燃油经济性。涡轮增压器向发动机泵入更多的空气,有助于克服柴油机以前在较高转速下的怠速。改进后的发动机隔离策略,如加入主动底座,已经消除了通常与柴油动力车辆相关的敲击声。

与此同时,diesel的核心优势没有改变。这种燃料单位体积比汽油含有更多的能量,而且柴油发动机的压缩比比汽油发动机更高——通常是14:1到25:1,而汽油发动机是8:1到12:1。(压缩比是活塞在行程底部时气缸的容积与在行程顶部时气缸的容积之间的关系。)压缩比越高,发动机从燃料/空气混合物中挤出的机械能越多。所以每次柴油发动机汽缸里的混合物燃烧时,汽车受到的推力比汽油发动机稍微大一点。这意味着它需要更少的燃料,以推动汽车的道路。这也意味着,即使在不加速的情况下,引擎也能产生大量的能量——这就是这些车以粗壮的低端扭矩而闻名的原因。

高压缩比也解释了为什么柴油发动机往往持续这么久。柴油车引擎需要造得更坚固。曲轴和连杆比汽油发动机的重得多。由于柴油的摩擦系数低,它也是一种很好的润滑剂,可以保护气缸壁。结果呢?在25万英里的高速公路上,柴油发动机仍然隆隆作响,这并不罕见。

喜欢柴油技术的人常常渴望看到欧洲,看看他们最喜欢的汽车燃料在一个更友好的环境中表现如何——也就是说,在一个汽油价格为每加仑7美元的环境中。许多欧洲国家对柴油提供税收优惠,使其始终比天然气便宜。在欧洲大陆销售的汽车中,超过一半是柴油驱动的,该技术的支持者喜欢指出,欧洲的平均油耗为每加仑36英里,而美国仅为每加仑22英里。(公平地说,这一燃油经济性数字在一定程度上是由于欧洲人驾驶的是小型汽车,而不管动力系统如何。)柴油能否在中国获得类似程度的认可?也许。J.D. Power and Associates最近的一项研究发现,2007年,23%的美国购车者在考虑下次购买清洁柴油,而前一年这一比例为12%。

短期内,这些数字不会反映在新车购买上,因为美国消费者没有太多选择。如今,只有一款清洁柴油轿车在美国销售,那就是梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)的E320 BlueTec,售价约为5万美元。美国17万个加油站中只有大约45%的加油站使用柴油,这可能也会让司机们感到沮丧。另一方面,全国公路沿线分布着75,600个车站,交通便利。“是的,你可能不得不更换加油站,但大多数人甚至都不会注意到,”柴油机技术论坛(Diesel Technology Forum)西海岸代表汤姆·富尔克斯(Tom Fulks)说。

未来,如果价格上涨,柴油可能会失去一些吸引力。近年来,柴油和汽油的价格一直不相上下,通常在20美分左右。然而,“几年来柴油的使用量一直在增长,谁也不能保证它不会比汽油更贵,”美国国家石油化工公司的技术总监杰夫•黑兹尔表示炼油商协会。联邦可再生燃料政策似乎注定要推高柴油价格。如果是这样,这将是一项旨在将乙醇产量从2007年的47亿加仑提高到2012年的75亿加仑的立法的意外后果。这是因为种植和收获被制成乙醇的玉米所需要的机器继续运转……你猜对了,迪塞尔。黑兹尔说:“我甚至不认为会出现短缺。”“但我不能说这将是一种廉价的燃料。”

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发动机:1.5升,四缸汽油/电力混合动力

英里/加仑:54

二氧化碳排放量:0.369磅/英里

重量:2866磅。

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发动机:1.4升三缸涡轮增压柴油机

英里/加仑:74.3

二氧化碳排放量:0.351磅/英里

重量:2390磅。

至少就目前而言,柴油车是一个令人感兴趣的选择,因为它们有望成为替代混合动力汽车的可行选择,而且司机们喜欢有选择。特别是选择提供大胆,扭矩沉重的一些柴油发动机性能。几乎所有的主要汽车制造商都表示,他们将在两年内向美国市场推出清洁柴油车型。德国汽车制造商可能会领先一步。奥迪、宝马和大众都计划在两年内推出多款车型。本田正准备首先在英国销售一款柴油车美国三大汽车公司都计划在2010年前推出柴油车。但它们并不便宜。制造商将首先在V6和V8发动机中引入这项技术,而不是在四缸发动机中。虽然价格信息很少,大众汽车说,它的清洁柴油捷达将携带约2000美元溢价的天然气动力的兄弟。

可悲的是,柴油世界真正的燃料吝啬鬼——像我们封面上的大众Polo (Volkswagen Polo)这样便宜的三缸和四缸汽车,每加仑汽油行驶74.3英里——可能不会很快来到美国。现在,即使是最好的欧洲柴油车也达不到加州清洁空气法规规定的五个州的排放标准。到目前为止,制造商对于是否会修改这些车辆以利用ulsd排放控制措施保持沉默。

但即使没有这些车型,diesel也有巨大的潜力。根据美国环境保护署的数据,如果33%的美国司机改用柴油车,美国每天的石油消耗量将减少150万桶左右,石油进口将减少10%以上。该机构的Oge就是其中之一,他乐观地认为这项技术将会摆脱其肮脏的旧形象,赢得新一代的粉丝。“这将作为我们改造柴油的十年被人们记住。”

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