都說柴油機轉速低,為什麼有些柴油機轉速卻能超過9000轉/分?

2023-11-14     愛車大家說

之前我們有個視頻介紹了柴油機為什麼轉速偏低,比如商用車柴油機紅線轉速只有2500轉/分,而家用柴油機紅線轉速大都為4500轉/分。

但現實中總有例外,比如網上曾經有個視頻,裡面的柴油機轉速高達9000轉/分,就算拋開誤差這個轉速也夠高了。那為什麼這些柴油機就能達到這麼高的轉速,究竟是使用了什麼技術呢?今天我們就來聊聊這個話題。

之前我們說過,不管是柴油還是汽油,進入氣缸後都必須先蒸發,與空氣充分混合後才能燃燒。汽油機在進氣時就開始噴油,等點火的時候汽油已經與空氣充分混合了,所以可以在瞬間把混合氣燒完。所以即便是高轉速下汽油的燃燒速度也跟得上。

而柴油機是壓燃的,進氣衝程只吸入空氣,壓縮衝程把空氣壓縮到超過柴油自燃溫度,然後才開始噴油。噴入燃燒室的柴油需要一邊蒸發混合一邊燃燒,這速度明顯慢得多。在高轉速下供油量多,留給燃燒的時間卻更短,這就導致噴入燃燒室的柴油沒辦法燒完,所以無法實現高轉速。

既然如此,網上那些轉速超過9000轉/分的柴油機是怎麼實現那麼高轉速的呢?其實答案很簡單,就是不顧及油耗和排放,強行增加空氣量和噴油量。

因為量產車的柴油機轉速偏低不是說理論上達不到那麼高的轉速,而是達到那麼高轉速的情況下油耗會升高,排放也會變差,無法滿足法律法規的要求。而且在高轉速下活塞線速度超標,磨損加劇,會嚴重影響壽命。

而改裝車沒有這個限制,它想要提高轉速方法很簡單:提供足夠的空氣和足夠的柴油,我不在乎這些柴油最終是否都能正常燃燒並轉化為動力,我只需要燃燒的那部分柴油能提供足夠的動力讓我把轉速拉高就夠了。磨損也不是問題,我只是圖個好玩,磨損了大不了換幾個零件而已。

就好比量產車的柴油機在5000轉時噴10克柴油,只有8克能參與燃燒,剩下的2克都變成黑煙了。這已經是油耗和排放的極限。如果想把轉速提高到6000轉就需要燃燒10克柴油才能產生足夠的能量,但想達到這個目的可能需要噴15克柴油才能保證有10克參與燃燒,那麼剩下的5克會變成黑煙。如此一來效率就下降了,而且排放也惡化了,活塞磨損量也增加了,既不符合法規要求,也會降低發動機的耐久性,所以量產車無法這麼做。

但是對於改裝車來說沒有排放和油耗的限制,它完全可以噴15克柴油而只燃燒10克來把轉速提高到6000轉。甚至還可以通過提高增壓壓力,配合氮氣噴射來儘可能提高氣缸里的氧氣量,從而實現噴50克柴油而只燃燒20克來把轉速繼續提高。結果無非就是浪費多一些,黑煙多一些,活塞磨損量大一些而已。

所以說柴油機轉速低本質上還是綜合考慮效率、排放以及耐久性的結果,這個轉速區間對於日常使用來說可以實現最佳的經濟性和排放性。而不是說柴油機的轉速就一定無法達到更高。

文章來源: https://twgreatdaily.com/08456ad1cb994043cfaf17071e79467f.html