問題:
升級排氣系統中的三元催化器,能否將≤V標準的車輛升級到國六(VI-a/b)?老舊車輛的使用者應當最關心這個問題,也有很多說法在暗示這種方式可以實現升級,不能執行的原因主要是為刺激新車消費。這種說法實在是有些片面了,理論上只有極少數低於國五標準代步汽車有升級空間,絕大多數使用「多點電噴」技術的車輛其實很難升級。
重點:即使開放升級催化器以提升尾氣淨化程度,對於使用者而言可能也難以接受,這裡涉及到兩個知識點。
催化器·排氣背壓細心一些的汽車愛好者應當會發現一個問題:同款車升級到V-a/b後的最大扭矩會有小幅下降。扭矩的下降幾乎是必然的結果,因為三元催化器的升級影響了「排氣背壓」。
所謂三元指“鉑銠鈀”三種催化金屬,與尾氣中的氮氧化物NOx、碳氫化合物HC,以及一氧化碳CO進行還原反應;將三種有害物質分解為無害的氮氣、氧氣、二氧化碳和水,這就是三元的概念。
而反應過程是在催化器的濾芯中進行,只要尾氣將其溫度加熱到200℃(攝氏度)以上,反應就會開始;淨化反應的程度取決於尾氣在濾芯中停留的時間,時間越長反應程度越充分,尾氣中的有害成分就會越少,但是時間也不宜過長。
重點:汽車的發動機與排氣系統是連通的,如果說排氣管是“腸道”的話,進氣口就是“食道”;內燃式發動機“吃空氣”就著燃油,以燃燒的方式轉化出的熱能是做功執行的概念。做功結束後的尾氣就要進入排氣管,那麼如果排氣管堵塞的話,進氣口還能吸入空氣嗎?
三元催化器的目數越來越大,目的正是提高尾氣停留的時間,但同時也影響了吸氣的效率——因為尾氣流速慢等於以「更長時間阻擋進氣」,吸入的空氣量減少,噴油量隨著吸氣量同步減少,混合油氣基數的下降等於熱能(扭矩)的下降。
扭矩下滑直接影響的動力和油耗,因為馬力的基礎是扭矩和轉速,扭矩下降馬力減弱。想要提升馬力就只能拉昇轉速實現提升了。排放標準的升級對扭矩的影響還在可控範圍內,如果讓3/4/5的車輛換裝高目數(低流速)的三元催化器,扭矩的下降程度就會非常大了。
結果則是油耗升高的部分產生的尾氣,要比淨化減少的部分還要多,這種結果基本說明了沒有透過升級催化器而升級排放標準的價值。
噴油方式·缸內直噴電噴汽車從2001.09日開始全面生產,在此之前還有些化油器的汽車;而電噴技術又分為兩種型別,也就是眾所周知的多點電噴和缸內直噴,但真正瞭解兩種噴油系統區別的司機可能是極少的。
1:多點電噴指噴油嘴佈局在進氣歧管接近進氣門的位置,噴油嘴斜插、噴孔面對進氣門。進氣歧管的直徑有多窄,這是個無需描述的話題,參考下圖吧。
所謂的電噴本質為壓力噴油,燃油泵從油箱裡抽出燃油,透過濾清器後送至噴油嘴;噴油嘴斷路時為閉合狀態,但燃油泵沒有停止執行,此時就是蓄壓(加壓)的狀態。噴油嘴通路後為開啟狀態,燃油在壓縮狀態中開始從細密的噴孔中噴射出來。
透過噴孔可以將液態燃油分散為霧狀,這就是所謂的“霧化”。
但是多點電噴系統的噴油壓力很低,標準為2.5/3.0/3.5bar,壓力低則難以讓液態汽油達到高標準的霧化效果。說白了就是油珠粒徑過於大,在高溫環境中蒸發的速度慢,在做功衝程中燃燒的速度也很慢。
其實即使在熱車狀態中,燃油也是無法充分燃燒的;因為燃燒的速度很慢但做功時間很短暫,所以尾氣中才會有碳氫化合物,這種物質是汽油的主要成分。所以多點電噴發動機的燃燒不充分性是很大的缺點,即使升級三元催化器的意義也不大。
2:缸內直噴技術在近兩三年中開始普及,這種技術具備升級空間。所謂直噴指噴油嘴移動到發動機的氣缸裡,在進氣衝程中活塞會往下行,留給霧化噴油的空間會大得多,那麼噴油嘴也就能以更高的壓力噴射,標準會是多少呢?
汽油機-350bar(增壓機為主)柴油機-2000bar噴油壓力相比多點電噴可以提升100倍以上,在高壓狀態下噴射出的燃油就會有相當理想的霧化效果,油珠粒徑可以低至10微米以下!這不是多點電噴技術可以相提並論的了。
升級點:在相同的溫度環境中,油珠越小蒸發速度越快,氣態燃油的燃燒速度遠超液態;那麼在點火後的燃燒做功速度也就會非常理想了,雖然也達不到絕對充分燃燒的標準,但是充分性會高得多,這點從扭矩的差值即可得到印證。
多點電噴1.5T-200N·m缸內直噴1.0T-200N·m缸內直噴1.5T-300N·m當然影響扭矩大小的因素還有增壓器,但直噴與電噴系統的影響也是很大的。V-a/b標準的汽車之所以能實現尾氣物質倍數級降低,核心因素也有這種技術的應用;然而這種技術無法升級,所以單純依靠升級三元催化器幾乎起不到什麼效果,全面的硬體升級不如換車更划算,結果則是這種說法不會得到重視。
天和MCN授權釋出