建立時間: 2007-11-05 14:23:05

新式柴油引擎技術淺談

本文由卡爾世達公司提供
一、前言

大家過去對柴油引擎的最主要刻板印象不外乎「高噪音」、「震動大」及「噴黑煙」；現今的新式柴油引擎（共軌及單體式柴油引擎）則有了極大幅度的改善，不論在噪音、油耗及動力輸出方面，相較於汽油引擎，可說毫不遜色，部份甚至有過之而無不及。

政府從民國93年開放小型柴油車的進口，在車商的不斷努力及較汽油車為佳的油耗表現，輔以不斷攀升的油價…等因素催化下，柴油車在今年算是有突破性的成長趨勢。

在大環境不景氣的條件下，新式柴油引擎車種的銷售能逆勢崛起，可說是相當難能可貴，和舊型柴油引擎相較的主要差異如下：



二、共軌式柴油引擎

和汽油引擎的燃油系統結構類似，送往各缸噴油嘴的高壓燃油均由一支共用的油軌所供應，顧名思義而稱為共軌系統。

和單體式柴油引擎相較，構造較為簡單，使用的車廠也較多。目前台灣使用的主要系統有BOSCH、DENSO、SIEMENS和DELPHI等四家，主要差異如下：


三、單體式柴油引擎
單體式也屬於新式柴油引擎的一種，在台灣販售的轎車，以VAG集團下的AUDI、VW及SKODA車系為主（SEAT未進入國內）。各缸的噴油嘴和高壓噴射泵浦合成一組為其最大特色（四缸引擎即有各自獨立的四組）。

以構造而言，單體式柴油引擎可分為兩種，差異處如下表：





如下圖所示，以單體泵系統來說，整合成一體的噴油嘴和噴射泵浦安裝於搖臂室蓋內，因此從外觀上是找不到單體泵的，這也是和共軌系統的主要差異辦識方式之一。





五、新式柴油引擎的共通處

l 噴油嘴可由引擎電腦的通電觸發，進行多重噴射模式及次數的控制。

l 噴油嘴具備高電壓及高電流操作的特性。

l 噴射壓力都很高，共軌1200~2000 BAR以上；單體式系統目前最高可達2200 BAR。

 

六、廢控系統的微粒過濾系統



傳統的柴油引擎燃燒不完全會產生肉眼可見的黑煙，一般稱為碳微粒。碳微粒的組成成份包含：碳、碳氫化合物、硫化物、硫和金屬氧化物、水等。

新式的柴油引擎可藉由多種不同的方式改善抑制黑煙的生成及排放，如柴油提煉過程的改善、噴油嘴的多重噴射次數…等。

但在轎車上，最顯著的方式除了上述數點，最主要是採用微粒過濾系統，可將排放廢氣中的碳微粒進行過濾並積存於微粒過濾器中，使得排放出的黑煙能夠大幅度的降低（改善程度九成以上）。

當碳微粒的累積量到達一定程度後，微粒過濾系統就會以主動（引擎電腦介入，控制噴油嘴的後噴射達到廢氣的增溫）或被動（引擎電腦僅作偵測，並不介入控制，以正常燃燒所達到廢氣的增溫）再生的模式，將積存的碳微粒燃燒掉，讓微粒過濾器能持續發揮過濾碳微粒的最佳效能。

在機油的使用部分，有配備微粒過濾系統的新式柴油引擎車輛，為避免造成微粒過濾器的阻塞，所選用的機油須具備低硫酸、低鹽灰、低磷及低硫磺的「四低」要素。
七、總結

新式柴油車輛在歐洲的市佔率已超過一半，但在台灣，由於民國93才開放小型柴油車的進口，因此目前尚在起步階段。

在技術觀念建立方面，部分可由大家向來熟悉的汽油引擎觀念直接導入，部分則可藉由舊型柴油引擎的觀念直接延伸。

新式柴油引擎噴油嘴孔數的增加、孔徑的縮減，以及噴射壓力的提升，說明的只有一個事實，就是要讓柴油的霧化更完全，讓動力在能夠發揮到最大的同時，所排放的廢氣也能通過日趨嚴苛的廢氣排放標準。

以目前的技術來切入，除了汽油引擎外，新式的柴油引擎是目前最成熟的技術。可預期的是，在目前及可預見的未來，新式柴油引擎在台灣地區的發展會是審慎而樂觀的。

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