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第四阶段节能减排目标还需柴油乘用车助力

发布时间:2021-07-08 09:01:57 浏览数:


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除了目前大热的新能源汽车,清洁柴油汽车作为在过渡阶段能够快速满足我国第四阶段燃油消耗限值的手段之一,是一种务实的做法,同样也值得提倡。面对日益恶化的自然环境,在节能减排的道路上多管齐下才是最佳应对措施。

面对今年年底我国乘用车生产企业将油耗降至平均6.9L/100km,以及第四阶段燃油消耗限值规定的到2020年平均油耗再降至5L/100km的目标,压力随之而来的各大车企正在使劲浑身解数,在节能减排技术的提升方面寻找新的出路。

据国家工信部官方网站6月23日公布的《关于2014年中国乘用车企业平均燃料消耗量核算情况的公告》显示,2014年度,中国关境内116家乘用车企业共生产/进口乘用车2030.33万辆(不含新能源乘用车和出口乘用车),乘用车行业平均整车整备质量为1371kg,行业平均燃料消耗量实际值为7.22L/100km。其中,88家国产乘用车生产企业累计生产乘用车1901.30万辆,平均整车整备质量为1340kg,平均燃料消耗量实际值为7.12L/100km。28家进口乘用车经销商进口乘用车129.03万辆,平均整车整备质量为1828kg,平均燃料消耗量实际值为8.76L/100km。

从这些数字可以看出,我们距离年底6.9L/100km的目标仍然有很大的努力空间,并且时日不多。如何加速这一目标的实现是每个车企的一大课题。

近两年,新能源造车领域一直是处于资本的风口浪尖,但同时因造车成本难以在短期内下降、充电配套设施不完善、消费者的观念等问题,新能源汽车的全面市场化尚有待时日。而过去一直被忽视的柴油机,在现代清洁柴油机技术的升级改良后,或将成为车企在短期内达到节能减排目标的不错选择。

而在中国,柴油机的应用,尤其是在乘用车上的应用,相比欧、韩水平有着十分大的差距。据一组调查数据显示,2011年~2014年,欧洲新注册的柴油汽车占同期新车比例的50%~55%,位列全球第一;同一时间段内,韩国市场的比例为20%~40%之间,居全球第二的位置;而中国相比起欧洲及韩国的柴油车注册比例,仅仅在0.5%这一数值上下徘徊(如图1所示)。

柴油乘用车备受冷落的原因,一方面是过去国内的柴油油品标准较低,另一方面是消费者的认识不足。今年,在国务院印发的《中国制造2025》中,综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的柴油汽车被列为节能汽车的行列,改变柴油乘用车去的窘境已迎来了扭转的机会。“促进柴油机高压共轨技术的自主开发,推动柴油发动机在乘用车上的应用”被白纸黑字的载入了《中国制造2025》。

现代柴油机技术与过去相比已经不可同日而语,过去浓烟滚滚的柴油大卡车尾气排放的负面形象,也已不能与搭载现代柴油机技术的车型所排放的尾气划上等号。

什么是现代柴油机技术?

随着电子技术日新月异的发展,在柴油机上的应用也取得了较大的成果。经过多年的研究,现代柴油机在怠速控制、进气控制、多次喷射燃烧控制、增压控制、后处理排放控制方面,都有了重大突破。人们过去对柴油机“体积大、噪音大、浓烟大”的“三大”传统认识,基本上在现代柴油机技术上得到了解决。

以博世柴油机系统为例,其应用的车型所排放的颗粒物比以往的老式柴油机降低了约98%左右。博世对此给出了一个形象的比喻:“在怠速100分钟时的排放颗粒物也就是和一支烟燃烧时所产生的颗粒物相当。”

对于柴油发动机的新技术,目前有三大类:

1、电控喷射技术。由传感器、ECU(控制单元)和执行机构三部分组成。采用转速、温度、压力等传感器,将实时检测的参数同步输入计算机,与ECU巳储存的参数值进行比较,经过处理计算按照最佳值来驱动喷油系统,使柴油机运作状态达到最佳。电控喷射系统的出现是改善能耗、减少排放的一大进步,可以更精准地控制柴油定时定量喷到缸内,以及达到更好的雾化效果,这能从根本上使柴油更充分的燃烧,提高动力的同时减少排放。譬如,在主喷射之前设置多次预喷射过程,即喷射少量高度雾化的柴油,能缩短主喷射的着火延迟期,大大降低氮氧化物的排放。

2、电控高压共轨技术。共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统。高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,可以在大幅提高供油压力的同时,大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化而变化,实现稳定的供油压力。

3、电控增压中冷技术。当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却,然后经进气歧管、进气门流至气缸燃烧室。有效的中冷技术可使增压温度下降到50℃以下,有助于减少废气的排放和提高燃油经济性。

现代柴油机的优势何在?

据美国环境保护署数月前的一项统计称,如果1/3的汽车(轿车、皮卡和SUV)使用清洁柴油,则美国每天可节约140万桶原油,一年可节省408亿美元。如果中国乘用车30%是清洁柴油车,到2020年,中国可节约1.145亿桶原油,如果用55加仑的桶来装,这些桶加起来的总长度可环绕地球近两周。这是一个很形象的比喻。柴油车在节能这一点上的贡献显而易见。

那么,相对汽油而言,柴油以及柴油机的优势主要有以下三点:

首先,在市场渗透的角度来讲,由于柴油的提炼比汽油提炼的时间短,其价格一般比汽油更便宜。在保存和运输过程中,由于柴油较汽油不易挥发,着火点高,在常温常压下,柴油可以储存更长的时间,减少了运输过程中的风险,可以更加安全稳定地输入各个市场。

其次,从节能角度来看,同样排量的发动机,柴油机比汽油机动力高20%左右。汽油机压缩比为10.5,柴油机压缩比为17.5。因此,柴油燃烧具有40%~45%的能量获得率,而汽油的能量获得率只有30%~33%。近年来,柴油机技术的快速提高,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,促进了先进的柴油发动机技术在小型柴油发动机上的应用。小型乘用车无需装备2.0T以上的大排量柴油机,只需装载1.5T、1.6T就能完全满足使用者在城市路面和普通山地的动力需要。同时,先进的小型高速柴油发动机,其排放已经达到欧洲Ⅴ的标准,成为了真正的“绿色发动机”。

最后,我们来算一下对消费者最有吸引力的使用成本:如果按照同排量1.6L发动机柴油轿车比汽油轿车每公里省油0.03L计算,假设平均每辆轿车每年行驶2万km,则每车每年可省油600L;以上海地区92号汽油本月(2015年7月)的零售价6.26元/L计算,则每辆柴油轿车每年仅燃油费一项就可节省3756元。关键是排放的降低。

值得关注的是,由于现代柴油机具有很高的燃烧效率,这一特性也比较适合其在混合动力领域做更长远的发展。

新标准催生新机遇

除了现代柴油机新技术的应用,如果没有严格的宏观层面的柴油排放标准来做市场引导和管控,柴油车的节能减排优势和市场的扩展也不能达到理想效果。

自2015年1月1日起,我国已经对柴油车实施国Ⅳ排放标准,国Ⅲ标准的柴油车已禁止销售和登记注册。随着新阶段柴油排放标准的一步一步切换实施,搭载柴油发动机新技术的汽车产品有望在近年打个翻身仗,柴油版乘用车的市场份额或将得到明显提升。

目前市面上的柴油乘用车产品其实并不少,尤其以对动力要求较高的SUV车型为主流。自主品牌的突出车型有哈弗H5绿静2.0T、陆风X8、江铃驭胜2.4L、江淮瑞鹰1.9CTI等。进口SUV的柴油车型选择也较广泛,从2010年路虎发现4的3.0 SDV6HSE柴油版开始,大众途锐、奥迪Q7、奔驰GL350和ML350、宝马X5、Jeep大切诺基3.0TDV6等柴油版也纷纷跟进来到中国市场。因此,柴油SUV这一细分市场其实并不像大家想象的那么冷清。

前不久,笔者随博世赴贵阳参加柴油技术交流会时了解到,我国柴油消耗大省——贵州,今年3月起,其全省的加油站已禁止销售达不到国Ⅳ标准的车用柴油。国Ⅳ与国Ⅲ车用柴油相比,最大的差异在于国Ⅳ标准柴油硫化物含量比由原来的350PPM减至50PPM(PPM为浓度计量单位)。

据贵州媒体统计,2014年,贵州省柴油消量约为400万吨,按照贵州省车用柴油年销量400万吨计算,如果使用国Ⅳ标准车用柴油,全年可减少汽车尾气硫排放1200吨,折算下来,每天可减少硫排放3.29吨。这还只是一个汽车保有量较小省份的例子,如果延伸到全国范围来看,这一数字将是十分惊人的。

由以上可见,如果消费者能正确理解清洁柴油机的技术原理,在国家的强制排放标准的促进下,柴油车对于节能减排的环保贡献可与新能源汽车比翼双飞。而这一链条上的许多企业也能因此受益。

博世汽车柴油系统销售总监茅淳渊向“汽车财经全媒体”坦言:“面对实现第四阶段油耗法规,以及整个国家节能减排各方面的压力,在我们看来,柴油乘用车是一个非常现实并且非常成熟的方案,未来的柴油乘用车市场至少应该比起现在的市场份额多出很多。”

当然,新能源汽车是一个全球汽车发展的大趋势,势不可挡。柴油汽车绝不具备可替代性。但是,清洁柴油汽车作为在过渡阶段能够快速满足第四阶段燃油消耗限值的重要手段之一,是一种务实的做法,同样也值得提倡。仅仅依靠汽油机技术,汽车厂要实现2020年5.0L/100km的平均燃油限值标准是绝无可能的。面对日益恶化的自然环境,在节能减排的道路上多管齐下才是最适合当下国情的应对措施。

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