柴油轿车在国内市场的瞻望.docx

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1、柴油轿车在国内市场的瞻望（湖北汽车工业学院学报）2015年第一期1轿车对柴油机性能要求7座下面乘用车M1假如装置柴油动力，在众多方面要接近汽油机，要小型化、轻量化，所以必须提高升功率、降低比质量。现有轻型车、轿车用柴油机一般升功率为2838kWL-1，增压型到达40kWL-1，最新研制的为50kWL-1，甚至可到达55kWL-1。低噪声、低振动并能与车体具有良好的匹配和减振降噪效果。减振降噪措施往往与柴油机的轻量化、降低油耗及排放等相矛盾。研究工作的重点放在设计初期就考虑减振降噪14，通过有限元分析和计算机辅助技术的应用，找出降低或阻隔燃烧、机械等噪声和振动的方法。低排放和高经济性，能知足国V

2、以上的排放法规要求，考虑柴油机排放、噪声对环境的影响，与过去相比要求在提高，即在知足对排气污染物、颗粒排放及噪声的限制要求时，不再牺牲经济性、动力性和比质量等，而是在到达上述目的的同时，使产品在油耗方面具有可竞争的商业优势。2国内的政策环境与市场环境2.1排放法规随着2014年4月23日，工信部公告，明确柴油车国排放标准施行时间为2015年1月1日。所以2015年我国才全面执行的是国标准，北京、上海、广东市于2014年4月30日起汽油车施行国标准，柴油车仍执行国标准。也就是讲，柴油车距执行国标准还有一定距离。汽、柴油车国标准相当于欧盟的欧标准，欧盟已从2009年起执行，其对氮氧化物、碳氢化合物

3、等机动车排放物的限制更为严苛。实际上，从国提升至国，每提高一次标准，单车污染减少30%50%。使用新标准的汽、柴油车将减排多项污染物，削减PM2.5的排放。从国到国，油品的环保等指标进一步加严，其中硫含量从5010-6降到1010-6，油品质量也进一步提高。车用汽、柴油品质升级对减排的奉献很大，第阶段替代第阶段车用汽油和柴油将至少实现10%和7%的氮氧化物减排。碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、颗粒物排放均会得到有效控制。2.2柴油品质要开发制造优质的柴油机，油品是根本。“车、油、路同步升级，是缓解机动车污染的重要措施，“车油一体、油品先行也是欧美等国在机动车污染减排方面的典型经历。我国在排放法

4、规的制定和执行方面往往要经过政、企一番博弈，以国标准的推行为例，国家环保部本来计划从2011年1月1日起推广柴油汽车国标准。不过在2011年2月，由于国车用燃油标准尚未出台，还无法确保在全国范围内供给相应车用燃油，给全面施行带来一定困难。环保部门表示将3.5t以上的柴油国标准执行时间推延一年，即到2012年1月1日施行。但由于柴油产品质量等原因导致了国标准再度推延，又计划到2013年7月1日正式施行。但就在施行前夕，又由于技术原因，环保部就国施行时间又与工信部和汽车行业协会达成妥协，原定于2013年7月1日正式施行的重型柴油车国排放标准再次推延至2015年1月1日起执行。油品升级的关键在于脱硫

5、，从设计为生产知足国、三阶段对应国、国标准排放标准的车用柴油的升级到生产知足第、阶段要求的车用柴油，需要加氢脱硫或其他脱硫工艺。一方面会产生设备投资，例如加氢装置、S-zorb装置；另一方面，脱硫工艺在生产经过中的物料和能量消耗增加，这两方面均会造成成本增加。除此以外，炼厂工艺调整带来产品构造调整、对原油硫含量要求提高等其他因素，也会造成成本的变化。国内油企都已经把握相关技术，但在改造成本无法通过油价转嫁的情况下，企业以为这样的投资是一种负担。目的的最终实现要靠市场气力和行政气力的有机结合，像当初汽油推行无铅化一样。主导汽油无铅化的并非环保部门，1998年国务院发出129号令，限期停止生产销售

6、使用含铅汽油。截至2000年7月1日，我国仅用了2年的时间就完成了汽油无铅化。因而，目前国内市场能全面供给知足国排放标准柴油。2.3国内市场状况早在2002年，一汽群众将柴油版捷达推向市场，这是国内市场最早的柴油版轿车。该车获得了良好的市场反响。截至目前，每年约有1万辆柴油版捷达投入市场中，详细市场大多限于北方用户以及出租车用户。另外，一汽奥迪2.5L的家用轿车于2004年开场投入中国，上海群众一款帕萨特1.9TDI的柴油机轿车于2006年底开场批量投放上海出租车市场，2010年华泰汽车推出了首款B级柴油机轿车华泰元田B11，搭载欧意德发动机。欧意德发动机有限公司成立于2006年，是一家以清洁

7、型乘用车柴油机为主要产品的企业，其发动机系列产品包括1.5L、2.0L、2.5L、2.8L和3.0L。福特2.2LDuratorqTDCi高性能柴油发动机由福特汽车和标致雪铁龙集团联合开发制造，装备福特蒙迪欧、福特S-MAX和福特Galaxy等车型。相对外资与合资品牌，自主品牌也开发出多款轻型柴油机并装备相应车型。长城推出的2.0T绿静柴油机装备城市智能SUV哈弗H6，江淮汽车的4DB1柴油机配套于江淮瑞鹰SUV。奇瑞汽车的ACTECO三代产品RF4D15柴油机搭载在奇瑞A3车型。绵阳新晨动力的ZD25TCR2.5L柴油机为郑州日产奥丁SUV配套，江铃汽车的PUMA柴油机JX4D24也已经成功

8、配套在江铃陆风X8系列和N350系列车型。云内动力开发了D19TCI和D25TCI两款轿车柴油机在2006年开场配套江淮、东南、华晨和柳汽等汽车厂的轿车、SUV和MPV等车型。玉柴和FEV联合开发的一款适配微型巴士、微型卡车和微型轿车的全铝构造轻量化柴油机YC4W等等。与外资品牌相比，自主品牌轿车柴油机在各方面还存在一定差距，但已经在缩小这种差距，例如，多数产品都到达国标准并具备国潜力。但目前我国柴油轿车的市场占有率微乎其微，截止2014年10月，乘用车搭载的柴油机比例在中国不到1%。这里有消费者观念问题对柴油机不好的印象，技术问题与国外产品有差距，但主要是市场和政策方面的问题，关键是柴油，包

9、括品质、价格和供给等。2.4国内市场柴油消费构造目前柴油主要应用于作为生产资料的、保证物流的重型卡车和客车；其次是用于农业生产和工业建设的特殊车辆，如拖拉机、挖掘机和推土机等工程机械，量也很大。再次是其他交通设备，如船舶、火车和飞机。此外，柴油的各种其他用处也不容忽视，如柴油发电机组、军事需求等。与欧洲能够在进口时自主去选择买汽油还是买柴油不同，我国大部分成品油是通过进口或开采原油来生产的。而从原油中提炼汽油和柴油是同时的，即能够提炼一部分汽油同时也能提炼一部分柴油。其中，固然汽油和柴油的提炼比例是能够调控的，但并不是讲只需要柴油不要汽油，就能全部提炼出柴油了。因而，有时便会出现“柴油荒的现象

10、。部分人士不赞成轿车柴油化，正是担忧作为消费资料的轿车与上述领域争油的问题，有一定道理。但同时也应该认识到，“柴油荒现象包括油品升级难等，是由于在该领域还未完全市场化造成的。垄断阻碍技术进步，提高经济和社会成本。假如在油、车领域的市场化程度同步进行，更多的用市场而不是用行政命令解决问题“，柴油机节能便是主要的考虑因素了。3研发能力与技术道路从现有的国内轿车柴油机品牌来看，我国并不缺少研发能力，体如今下面几个方面：一是与国外先进的公司合作开发；二是在全世界范围内引进人才组建研发队伍；三是校企合作。详细到某个公司或品牌，以上途径可能兼而有之，但人才是关键。从已经成熟应用和正在探索开发的技术来看，能

11、够知足轿车装备要求的柴油机技术也比拟明朗。1开发直喷机型过去考虑到舒适性，轻型柴油机普遍使用非直喷式预燃室和涡流室燃烧室，由于具有工作柔和、NOX排放低和燃烧噪声小等优点。近来，由于供油系统的电控化，直喷式DI柴油机也能具备上述优点，同时没有效率损失问题，燃油耗低，所以开发直喷机型是重点。2废气涡轮增压及中冷柴油机通过废气涡轮增压和中冷，提高能量利用率，可到达接近一样排量汽油机的功率，并且在低、中转速的转矩明显高于汽油机。重型柴油机增压和增压中冷非常成熟，在小型柴油机上应用难度要大。柴油机要轻量化与小型化，开发与之相匹配的增压系统是难点，包括提高增压比及增压器效率，提高大负荷区的过量空气系数，

12、增压器涡轮几何形状电控可变，开发多个增压器的复合系统等。3多气门构造及进气优化多气门构造配合进气系统优化进气及缸内空气流动。在小缸径柴油机上，四气门和喷油嘴垂直中置技术得到应用，能够减少换气损失，使混合气的构成进一步优化。能够提高低速范围内的充量系数，进而改善低速转矩，使活塞上燃烧室凹坑和缸盖上的喷油器位置布置在气缸中央，改善进气涡流，使油雾分布均匀，改善活塞和喷油器的冷却条件;另外，由于可在不同转速下实现涡流比可变，空气利用率高，进而使NOX和颗粒排放到达最低效果。目前正研究将在汽油机上成熟的可变气门配气定时系统移植到柴油机上来，进而使之在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。4以供油

13、和后处理系统为核心的整机车的电控化与智能化电子控制技术在柴油机上固然应用相对较迟，但近10年来有较快的发展。开场时在较大的机型上应用，现逐步扩展到较小的轿车用柴油机上，目前应用较广泛的是高压共轨燃油喷射技术。以高压共轨燃油喷射系统为代表的柴油机电控系统能够到达下面工作目的：a.提高喷油压力。喷油压力的提高可改善燃油雾化，改善燃烧，进而降低排放。共轨式喷油装置可到达160200MPa的喷油压力。同时可减小喷孔直径、增加孔数，可改善燃油的雾化和分布，缩短着火滞后期，降低噪音、NOX及颗粒排放。b.对喷油各目的值和相关系统装置施行协同优化控制。借助电控系统能够根据需要到达下面目的:在运转中，控制保持

14、最佳的供油量、喷油定时和供油速率，可以进行预喷射，以保证在各种工况下的动力性、经济性及排放性能都能得到综合的优化结果，并同时保证所要求的加速性能、调速性能及其它特定的性能;对整个增压系统进行控制，包括放气阀、可变几何截面装置、中冷器旁通等;自动进行高海拔条件下的补偿以及根据油温进行自动补偿;在小负荷情况下实现停缸运转并可根据发动机带负荷情况自动调整怠速转速;根据不同工况控制废气再循环;自动控制冷却风扇;实现振动阻尼以提高驾驶性能;与整车的电控系统相连接，实现顺序换挡、巡驶控制等操作。c.以SCR或EGR+DPF为代表的高效可靠的后处理技术能够到达的目的：国、及以上柴油车排放标准，仅靠优化油、气

15、运动与燃烧的机内净化技术已不能知足，必须同时采用后处理装置，其中降低NOX和PM将是重点。如今公认比拟成熟、能够实现的技术道路有2种16：SCR选择性催化复原和EGR+DPF废气再循环+微粒捕集器。SCR道路在欧洲采用较多，解决方案：利用商业用的固体尿素和水水溶液浓度为32.50.5，在排气中喷入尿素、氨水等复原性物质，将NOX主要是NO复原为N2和H2O。如市面上销售的AdBlue无毒、干净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有一点腐蚀性，必须使用特殊的储存容器，图1为典型的SCR系统示意图。EGR+DPF道路美国采用较多。首先采用EGR在机内减少氮氧化物生成，然后利用DPF微粒捕集器对生成的

16、微粒进行后处理，使柴油机的排放物到达国以上的排放水平。废气中含有的灰粉会逐步地堵塞捕集器，增加排气背压，使油耗恶化。因而在DPF的上游增加一个氧化催化转换器DOC，其基质用贵金属如白金涂层，能够提高再生经过效率的同时，还将进一步降低HC的排放。一款典型的能知足国排放标准的轿车柴油机技术集成EGR+DPF系统如图2所示。4前景前瞻由于特殊的“国情，柴油轿车在我国还有很长的路要走，但柴油机技术的进步和应用表明，部分柴油化是必然的发展趋势。适当推动轿车动力柴油化，对节约能源、保护环境具有重大意义。1必须大力推进柴油品质的升级，这不但能够知足高端柴油机的要求，还对在用的各种柴油车辆降低污染物排放产生重大影响，是治理雾霾的有效有段。目前，国际油价大跌，国家应捉住机遇制定政策，利用行政手段和成品油定价机制，在企业成本和柴油价格之间找到契合点，推动高品质油品生产，并考虑适时放开价格管制，让市场调节。2按柴油用处进行分类，抓紧制订普通柴油和车用柴油的分类标准。3汽车或发动机企业加大研发力度，积聚人才和技术，增加技术储备，将产品做到接近国际水平。主要的关键技术应包括：柴油机小型化小缸径、全机车联合控制、高效可靠的后处理技术等。保守估计，假如轿车动力柴油化能到达乘用车的10%左右，对厂家都是不小的市场份额。