鄭穎仁

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你對柴油引擎汽車還停留在以前的舊觀念嗎?
今非昔比的動力科技在搭載柴油引擎的小型轎車於1980年代受到法規限制停止進口後，台灣地區大多數人對於柴油引擎的印象一直停留於其吵雜的運轉聲、令人討厭的黑煙以及不適的引擎震動。然而，對一日千里的汽車科技來說，20年的光陰足以產生令人無法想像的改變，柴油引擎就是一個很好的例子。全賴尖端科技研發所賜，現代的柴油引擎不僅動力強大，且廢氣、噪音與震動的問題，早已得到解決，實質表現可說絕不遜色於一般汽油引擎。尤其，在歐洲地區，柴油引擎早已是相當流行的動力選擇，許多國家的柴油引擎車款佔有率甚至超過50%。柴油引擎會成為消費者新興選擇的原因，其一是柴油車款的引擎較為堅固耐用，另外的原因是柴油引擎車款的油耗表現較為優異。堅固耐用僅是其造車的最基本要求，而優異的油耗表現也不過是附加價值，不論是汽油引擎車款或是柴油引擎車款，對所追求的最終結果都相同，那就是優異的性能表現與至高無上的駕駛樂趣。柴油引擎基本作動原理柴油引擎與汽油引擎同樣為內燃機式設計，都是將燃油與空氣混合之後壓入燃燒室內進行爆發以產生動力，兩者之間的最大差異就在於「如何」點爆混合氣。汽油引擎由於汽油燃點高，得依賴火星塞提供跳火以點燃汽缸內的混合氣；但由於柴油燃點較低，僅需依靠柴油引擎較高的壓縮比，即能以壓縮混合氣致使溫度提高的方式點燃，因此柴油車上不需要火星塞、高壓線圈以及導線等點火系統配備，降低了維修保養的困難度與花費。一般的汽油引擎壓縮比約在8:1到12:1的範圍內，柴油引擎的壓縮比則在14:1到25:1之間，由於高壓縮比的緣故，柴油引擎的能源效率較佳，扭力也較一般汽油引擎來得充沛。由於壓縮比較高的緣故，相同排氣量的柴油引擎有著比汽油引擎更優秀的能源轉換效率，也就是說可以用較少的燃料產生更大的動能。舉例來說，柴油引擎的排氣系統工作時的溫度遠低過汽油引擎的排氣系統，這意味在壓縮點爆的過程中，能量流失較少，因此也能擁有較汽油引擎更為優秀的油耗表現。高壓縮比附帶而來的低轉速高扭力輸出，使得柴油引擎的扭力十分飽滿，一般來說，四缸柴油引擎的最大扭力與六缸汽油引擎十分接近，有時甚至還超過汽油引擎。新型的柴油引擎，由於使用多樣排氣控制技術，所產生的廢氣也比舊式柴油引擎乾淨清潔許多，使二氧化碳、碳氫化合物以及一氧化碳的排放量大幅度降低。為了對應壓縮點爆所需的高壓縮比，柴油引擎的結構體遠比汽油引擎來得結實，再搭配柴油引擎較低的工作轉速，因此柴油引擎可擁有較優異的耐久性與使用年限。一日千里的BMW引擎科技向來以先進科技傲視群雄的BMW，除了研究擁有強勁性能的高性能汽油引擎之外，對於柴油引擎的研發也同樣不遺餘力；翻開歷史的篇章，BMW的柴油引擎，擁有極為輝煌的記錄。BMW的首輛量產柴油房車是於1983推出的524td，其極速高達時速183公里，是當時最快速的量產柴油轎車。而同年，BMW以320d柴油賽車挑戰紐伯倫(Nurburgring)24小時耐久賽，以其優異的性能表現勇奪冠軍，成為賽車史上第一部奪得國際大賽冠軍的柴油車款。到了1987年，BMW率先引進柴油數位監理系統(Digital Diesel Electronics, DDE)，這套引擎監理系統，成為後來各世代BMW柴油引擎科技的基石。BMW接著更致力於柴油引擎的效率提升與精緻化，而在1999年，BMW再度於汽車產業中創下先例，在頂級的7系列車款上安裝大型的V8柴油引擎，代表柴油引擎已經不再是汽油引擎的替代品，也不再僅是經濟型小車的專有配備，BMW以實力向世人證明，只要以技術克服柴油引擎先天的缺點，它一樣能夠成為高級豪華房車的動力來源！優異的表現來自先進的科技然而，BMW柴油引擎為何能夠技壓群雄，完成許多其他車廠無法完成的任務？那是因為BMW的柴油引擎採用高壓共軌供油的設計，油壓高達1,600巴，在精心設計之下，壓電式噴油嘴可以極高壓力精確地多次噴油，這不僅能帶來極大的動力與靈敏快速的引擎反應，同時還能進一步降低油耗。此外，BMW運用一次燃燒多階段噴油的技術以解決性能與噪音的平衡問題，目前BMW柴油引擎採用了一次燃燒四次噴油的安排，前兩次預噴用以加熱汽缸與降低噪音，而主噴用以產生動力，後噴則是用來協助排氣系統降低廢氣排放量。另一方面，在BMW新開發的直列六缸柴油引擎上，新式的電子式幾何可變導流設計則產生優秀的進氣效率，低轉速時使用的螺旋狀進氣管可提供較佳的混合效率，高轉速則使用切線式進氣歧管以提高引擎進氣效率。兩種進氣歧管間的切換以蝴蝶閥控制，螺旋狀進氣管不只降低進氣氣流的流速以控制燃燒比，同時也能避免進氣亂流，以得到較佳的油耗與廢氣排放，配上特殊造型的活塞頂，便可產生較佳的混合過程。除了進氣歧管、燃燒室形狀的最適化外，渦輪增壓器的改良也是BMW柴油引擎性能大增的原因之一。BMW的柴油引擎搭配渦輪增壓器，藉著強化材質以及可變渦輪葉片的協助，不僅將渦輪遲滯現象減至最輕，增壓效率也明顯優於一般固定葉片渦輪增壓器。除此之外，與之配合的中間冷卻器也同樣擁有優秀設計，不僅散熱效果優異，流阻也降低許多。且在廢氣控制項目上，BMW排氣淨化器中的微粒過濾蕊的出現使得柴油引擎的排放效率能夠迎頭趕上汽油引擎，專為柴油引擎設計的觸媒轉換器表面的特殊鍍膜，幾乎可以百分之百分解廢氣中的一氧化碳與二氧化碳，而且此一鍍膜的特殊自行再生設計，讓它成為無須額外燃料添加劑與保養的優異組件。分解過後的灰燼，則會儲存在微粒過濾蕊中，由於灰燼體積極小，微粒過濾蕊的保養週期也極長，並不會帶來不便。BMW的柴油引擎更具另一獨到的優勢，那就是其以精密的引擎加工，拉高了引擎的工作轉速上限，雖然它的轉速上限仍然較汽油引擎低，但駕駛卻無須因此改變駕駛習慣，而且在相近的轉速區域，柴油引擎強勁的扭力還能提供更敏捷的加速，完全無損於駕駛樂趣。
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總歸柴油引擎的優點還真不輸於汽油引擎
引用來源文章 :
http://www.bmw.com.tw/epaper/no17/innovation.html