SKYACTIV-D新一代高效能清洁型柴油发动机

世界第一低压缩比(14.0)无需昂贵的Nox后处理系统
符合各国严格尾气排放标准的新一代高效能清洁型柴油发动机

创驰蓝天柴油柴油发动机SKAYCTIV-D的优点
  • 低压缩比(14。0)，提升经济燃油性20%
  • 采用2级涡轮增压，实现了从低速到高速顺畅的线性功率响应，以及低速状态下扭矩的大幅提升(最大转速5200rpm)
  • 无需昂贵的Nox后处理，符合各国严格尾气排放标准(欧洲Euro6，北美Tier28in5，日本，POST新长期规定
NOx(氮氧化物)及颗粒物的产生原因
柴油发动机通常压缩比较高，活塞上死点的压缩温度和压力非常高。在这种状态下喷射燃料，容易在形成适当的混合气体之前就点火，在局部形成不均匀燃烧，导致 NOx的产生，并在氧化不足部位的燃烧产生颗粒物(图1)。因此，近年来在日益严格的尾气排放管制情况下，想在活塞上死点附近获得最佳效率的燃烧变得越来越困难，不仅油耗增大，还不得不等活塞下降，压力及温度降低后再让其燃烧

低压缩比的优点

•低压缩比可使燃烧时间最优化
压缩比降低后，活塞上死点的压缩温度及压力也随之降低，因此，即使在上死点附近喷射燃料，由于点火时间延长，有利于燃料与空气的充分混合，这样可带来更均匀的燃烧，避免局部高温或氧气不足。NOx及颗粒物的产生量也会减少。另外，由于可在上死点附近喷射及燃烧，使实际做功量(膨胀比)比高压缩比柴油发动机还要大，由此带来了高效率(图2)。

•低压缩比带来轻量化及机械阻力降低
压缩比降低后，创驰蓝天柴油发动机与过去的柴油机相比，最大缸内压力降低，通过优化结构，可实现轻量化。举例来说，将气缸体做成铝制，单体重量比原来减轻了 25kg。通过减小气缸盖厚度，排气机及多歧管一体化设计，减轻了3kg的重量。在往复式柴油发动机上，活塞单体的重量减轻了25%。
曲轴的主轴颈直径由原来的60mm缩小至52mm，减轻了重量25%。带来的结果是，机械阻力大幅降低，实现了与汽油发动机同等的工作效率。
尽管有以上诸多优点，但过去以来柴油发动机的低压缩比化并未取得进展，其原因有2点：第1点是如果降低压缩时的空气温度，低温时的压缩温度过低会给启动带来问题。第2点是暖机在运转中的压缩温度及压力不足容易发生半失火。确保低温启动性及避免暖机运转中发生的半失火。
确保低温启动性及避免暖机运转中发生的半失火
多孔压力喷射的可燃混合气体形成
新采用的多孔压力喷射装置，可使燃料喷射模式更丰富，喷射量及喷射时间可精确控制，从而提升了混合气体的浓度控制精度，确保低温下的启动性能。作为硬件能力，1次燃烧中最大可作9次喷射。前喷，主喷，后喷的3次喷射为基础，根据行驶状态可变换多种喷射模式。通过这种精确的喷射控制及陶瓷点火塞，可在低压缩比的条件下确保正常启动。
•采用排气VVL装置，可提升暖机中的空气温度

排气侧的阀门通过采用VVL(Variable Valve Lift:可变阀门升程(图4))装置，可抑制启动后暖机运转中发生的半失火。一旦开始燃烧，排气的温度就会升高。在吸气冲程中排气阀门只打开少许，使排气管内的高温残留气体向气缸内逆流，以提高空气温度，促进压缩时的温度上升，提升点火的稳定性。
•2级涡轮增压提升扭矩，使尾气更清洁，降低油耗

柴油发动机的涡轮增压虽然不能大幅提升扭矩，但对于尾气清洁化及降低油耗也是必不可少的。创驰蓝天柴油发动机装备了大小2个涡轮增压装置，根据运转速度的不同，采用2级增压方式，分别进行增压。籍此实现了低速时的高扭矩，快速响应，高速时的高功率输出，而且可确保大量EGR(排气再循环)时充分的空气(氧气)供给，再加上低压缩比，可在降低NOx及颗粒物排放的同时，实现最佳时间段的燃烧。

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