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自馬自達“CX-5”上市以來，清潔柴油車在日本國內迅速普及。通過解決大氣污染及噪聲問題，以前幾近消失的柴油乘用車又重返市場。

以前因“臟、臭、吵”而被敬而遠之的柴油乘用車在重新得到認識。

引發(fā)這一趨勢的是2012年2月馬自達公司上市的多功能運動車（SUV）“CX-5”。該車在12月之前銷售了35438輛，位居2012年日本國內SUV銷量首位。CX-5有汽油車和清潔柴油車兩種，其中清潔柴油車的銷量為26835輛，占8成，相當于2011年日本國內銷售的柴油乘用車的3倍左右。

配備馬自達新款清潔柴油發(fā)動機“SKYACTIV-D”（左）的多功能運動車“CX-5”（下）。在上市不到1年時間內，銷量達到上年柴油乘用車注冊量的3倍。

2012年11月上市的中型車“新款ATENZA” 非常暢銷，在不到2個月時間內，日本國內銷量就達到了9000輛，遠遠超過了1000輛的月銷售目標。其中7成多也是清潔柴油車。

動力傳動系統(tǒng)開發(fā)本部發(fā)動機性能開發(fā)部部長中井英二說：“本公司清潔柴油發(fā)動機SKYACTIV-D的最大特點在于低壓縮比。”

低壓縮比──為了幫助大家理解這個不常見的詞匯，首先為大家介紹一下柴油車的工作原理。

因尾氣規(guī)制強化而喪失競爭力

柴油車作為燃料使用的是比汽油便宜的柴油。而且燃效也很好。日本在1980年代流行多功能房車（RV），柴油車由此而普及開來，到1995年已經占日本國內汽車保有量的11％。

不過，以1993年實施《汽車NOx法》為開端，日本的柴油車尾氣規(guī)制變得嚴格起來。東京都從1999年起開展了“柴油NO作戰(zhàn)”，以環(huán)境負荷高為由，呼吁大家不要使用柴油乘用車。為了滿足規(guī)制，企業(yè)成本負擔增加，另一方面，柴油乘用車的人氣也逐漸降低，基本上從日本國內汽車市場上消失了。

由于尾氣規(guī)制強化，柴油車曾一度銷聲匿跡。

雖然柴油車在日本不受歡迎，但在歐洲，柴油車占新車銷量的一半。其原因主要在于，日本優(yōu)先削減氮氧化物（NOx）及顆粒物（PM）排放，首先強化了尾氣規(guī)定，而歐洲則把重點放在二氧化碳減排方面，強化了燃效規(guī)制。

柴油發(fā)動機的工作分為4個沖程。第一個是降低活塞、將空氣吸入汽缸的“吸入沖程”。第二個是將活塞推到最高處（上止點）、壓縮空氣的“壓縮沖程”。第三個是“燃燒沖程”，向壓縮并達到高溫狀態(tài)的空氣噴射燃料，借助空氣的熱量，燃料自行點火燃燒，利用燃燒產生的膨脹力下壓活塞。最后一個就是利用慣性，活塞上升，排出燃燒后的氣體的“排氣沖程”。

汽油發(fā)動機是將空氣和燃料的混合氣體吸入汽缸中，而柴油發(fā)動機則僅吸入空氣。兩者主要的不同之處也在于柴油發(fā)動機沒有汽油發(fā)動機的點火裝置。如果在空氣和燃料充分混合前自行點火，便會出現(xiàn)局部燃燒，并且燃燒不均勻。因此，柴油車易于產生氮氧化物和顆粒物。

為了符合日美歐日益嚴格的尾氣規(guī)制要求，汽車廠商作出了努力，柴油發(fā)動機在燃效性能方面已經與汽油發(fā)動機沒有太大差距。柴油發(fā)動機在活塞抵達上止點附近時，燃燒效率最高。不過，由于溫度和壓力很高，會在空氣和燃料沒有充分混合的狀態(tài)下點火，因而容易產生氮氧化物和顆粒物。然而，如果在壓力和溫度下降后噴射燃料，燃效又會下降。

在這種形勢下，1990年代后期，名為“共軌”的柴油發(fā)動機燃料噴射裝置被開發(fā)出來。該裝置是先在蓄壓管（共軌）中存儲高壓燃料，利用噴嘴控制噴射量及時間。1個循環(huán)可進行多次噴射。

進行高壓噴射時，燃料會更易于與空氣混合，因此可減少顆粒物的產生。另一方面，氮氧化物容易在高溫條件下產生。因此，通過在空氣壓縮階段噴射微量燃料緩慢燃燒，可避免溫度迅速上升。

共軌可大幅減少尾氣中的有害物質。不過，由于裝置價格較高，而且隨著規(guī)制的強化，還需要追加在排氣沖程中處理氮氧化物的“尿素選擇性催化還原系統(tǒng)”（尿素SCR系統(tǒng)）等多種裝置，導致成本一步增加。

解決噪聲問題

馬自達通過柴油發(fā)動機的“低壓縮比化”，解決了上述問題。一般情況下，柴油發(fā)動機的壓縮比為16到18左右。也就是將吸入汽缸內的空氣壓縮至原先的16到18分之1。而馬自達新款柴油的壓縮比為14，屬于全球最低水平。

通過低壓縮比改善燃效 如果降低壓縮比，空氣和燃料更易于混合，燃效就會得到改善。

通過降低壓縮比，活塞上止點的壓力和溫度會下降。即便在上止點附近噴射燃料，也不會立即被點燃，此時燃料會和空氣混合。

如果能夠在上止點附近噴射燃料，之后的空氣膨脹比會變大，因此燃燒效率也會上升。借助低壓縮比，可降低汽缸內的強度，也有助于實現(xiàn)發(fā)動機輕量化。通過上述一系列效果，燃效比原先改善了20％。

除了削減尾氣中所含的有害物質及提高燃效外，還可減少噪聲。這是因為，與壓縮比較高時相比，燃料點燃、空氣膨脹時的沖擊較小。

以前降低壓縮比未能取得進展，是因為汽車會因天氣等的影響而置于各種環(huán)境下。中井部長回顧道：“當時常受到質疑，在低壓縮比下真的能點火嗎？”尤其是在天氣寒冷時，由于壓縮時的空氣溫度比高壓縮比發(fā)動機還要低，因此擔心能否順利點火。

為了解決這一問題，進行了改進，增加了共軌的燃料噴射模式，以能夠更精細地改變噴射量及時間。1次燃燒循環(huán)最多可噴射9次。通過根據具體使用環(huán)境適當進行燃料噴射，在低溫時也能夠順利啟動發(fā)動機。

剛剛啟動發(fā)動機后，有可能出現(xiàn)壓力及溫度不足、燃燒不充分的“半失火（不點火）狀態(tài)”。馬自達通過在吸入過程中微開排氣閥，使燃燒達到高溫狀態(tài)的尾氣逆流回汽缸內，以促進壓縮時的溫度上升。將空氣強行送入發(fā)動機的增壓器分大小兩個，根據低速行駛及高速行駛等情況區(qū)分使用。馬自達稱，這樣還可在尾氣再循環(huán)時確保充足的空氣。

2030年實現(xiàn)5%到10％的市場份額

三菱汽車公司于1月上市了休旅車“德利卡D:5”的清潔柴油車型。德利卡D:5的月銷售目標為700輛，而2月11日之前，僅清潔柴油車就銷售了1900輛。降低比汽油車高的柴油車價格開始取得成效。

“德利卡”8成以上為柴油車，因尾氣規(guī)制強化而停止銷售。由于熱心車迷的要求，“德利卡D:5”（下）恢復了柴油車型。

三菱汽車于2010年上市了多動能運動車“帕杰羅”的清潔柴油車型，汽油車和柴油車的價格差約為44萬日元。德利卡D:5大約縮減到了30萬日元。如果使用國家補貼，其價格差會降到8萬日元左右。通過使用柴油降低使用成本，從這一點來考慮，會有更多人加以采用。

為了削減成本，德利卡D:5廢除了原先采用的排氣噴嘴。后處理工序是利用催化劑及過濾器吸附氮氧化物及顆粒物，積累到一定量之后，會從排氣噴嘴噴射燃料并燃燒。通過將壓縮比降低到14.9，可大幅削減氮氧化物及顆粒物，因此后處理裝置也得以簡化。

本田于2012年年底，在面向歐洲市場的“思域”產品陣容中，追加了排量為1.6升的清潔柴油車。原先只有排量為2.2升的柴油發(fā)動機。

本田為在歐洲銷售的“思域”（右）配備了柴油發(fā)動機（下）。

1.6升柴油發(fā)動機的壓縮比較高，達到16。本田技術研究所第2技術開發(fā)室第1組主任研究員池上則次說：“在歐洲，除了尾氣中的有害物質，還需要減排二氧化碳。我們首先通過縮小發(fā)動機，提高了燃效。并沒有只顧降低壓縮比，而是設定了適合該發(fā)動機的最佳壓縮比�！�

前車軸承受的重量與排量2.2升的車型相比，輕50公斤，操作性能接近汽油車。繼歐洲之后，預定于4月開始在印度上市配備該清潔柴油發(fā)動機的車型。

2008年舉行北海道洞爺湖峰會時，作為環(huán)保車，日本政府開始關注清潔柴油車，公布了普及促進戰(zhàn)略。柴油車再次受到關注。政府提出了目標，要在2030年之前，使清潔柴油車在新車銷量中所占的比率提高到5%到10％。

混合動力車適合用于交通擁堵情況較多的地區(qū)，純電動汽車適合用于近距離行駛，環(huán)保車各有擅長的行駛領域，據稱清潔柴油車適合用于長距離行駛。為了實現(xiàn)低碳社會，清潔柴油車將成為新一代汽車的重要成員。（日經能源環(huán)境網 供稿）