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柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

由 愛車的諾諾 發表于 人文2021-12-08

簡介你要是搞不懂機械原理,那麼可以從能量的角度去思考,不但柴油裡蘊含的能量(熱值)比汽油高,而且柴油機的燃燒做功效率也比汽油機高,那麼柴油機就一定會比汽油機更有勁哈,否則多出這麼多能量上哪裡去了

抱屈銜冤怎麼解釋

寫在前面

車,永遠是男孩的玩具。

常把這句話掛在嘴邊,你就能心安理得地買車換車。今天的帖子聊聊我前段時間新入的大玩具——柴油賓士ML350_CDI。

我這個寶馬迷,為什麼最後上了賓士的SUV,而且還是國內罕見的柴油版,到底是什麼征服了我?

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

超級喜歡在黃昏時給車子拍照,很有美感

瓜子飲料備好,今天的文章主聊技術,尤其寫給有求知慾的諾粉,就當知乎帖子看吧,沒什麼圖片,我儘量寫得通俗易懂,你會發現“諾式科普”有時並不需要示意圖。

柴油機VS汽油機

3月份去美國,深度體驗了諾粉幫我準備的好幾款賓士,其中我印象最深的就是老萬的ML350 Bluetech(美國不叫CDI),這是一臺搭載3。0T柴油發動機,卻如汽油車一樣安靜的賓士,動力強勁,隨踩隨衝。

當我把油耗開到34 MPG時(相當於6。9 L/100km),越發愛不釋手,當場決定回去後也弄一臺好好玩玩。

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

老萬的柴油ML,前面的徽標不是鏤空的,因為帶Distronic主動巡航

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

10萬km的內飾成色,相當不錯!

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

那天從車展開回賓館,一路下來平均油耗34。5 MPG

按照聊車的老套路,可能得先說說賓士M級的歷史,款代演進,再說說ML和同級對手相比到底如何,再說柴油賓士有哪些獨到的優勢……

今天我打算倒過來,先講柴油機,在“轉投賓士”和“選柴油車”上,我相信一定有不少諾粉對後者更好奇。

的確,由於國內消費者的認知侷限、以訛傳訛,讓柴油機抱屈銜冤,比“寶馬、賓士誰更好”更有必要優先科普。

柴油機在歐洲的市場佔有率很高,在乘用車中能佔半壁江山,某些國家的柴油車甚至比汽油車還多一些,凡是在歐洲留學、生活過的人,一定感觸頗深。

我第一次開寶馬是在德國,當時租了一臺E90的320d(6速手動),對寶馬有了首次直觀感知,精準的操控和充沛的扭矩,提速隨叫隨到,實在難以磨滅。

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

寶馬 320d的引擎艙,來源於網路

回國後攢了幾年的錢,買了臺二手320i手動,但開起來總覺得比320d差點啥,後來一查資料,才發現320d的扭矩有350Nm,320i才200Nm,難怪動力調遣上遜色不少,而且怎麼也開不出5 L/100km的油耗,國內咋就不引進柴油寶馬呢!

柴油車的確有些短板,但優勢多多。別急,我們就來一條一條細說,開啟“諾式科普”模式,透過簡單形象的描述就能頓悟深奧的技術原理。

柴油機更環保

這一條對於好多車主的直接感受為0,但我覺得是最重要的,所以放在第一位。

這裡要糾正一個傳統認知誤區,很多人覺得柴油機都用在卡車、拖拉機、工程機械這種很low很糙的車上,突突突地冒著黑煙,所以潛意識裡覺得柴油車汙染大,而事實正好相反,柴油機的汙染要比汽油機小得多,也更容易管理。

記得在大學的發動機原理課上,老師反覆跟我們強調“你們未來都是專業人士,一定要知道柴油車其實比汽油車乾淨”。

我把高深的東西濾掉,通俗地講就是:柴油機的燃燒產物中,有汙染的基本只有碳煙,也就是你們看見的黑煙,這種東西是固體顆粒物,而且尺寸較大,很容易被過濾器收集起來,實際排到大氣裡面的尾氣,有害成分很少。

相比之下,汽油機燃燒產生的碳氫化合物、氮氧化物,都是純氣態汙染物,你怎麼收集?再怎麼最佳化,最後還得排到大氣裡,對環境造成影響。

至於大家印象中那些突突冒黑煙的大卡車,那是車上的過濾裝置失效了或被摘掉了,或者有了毛病沒及時維修,可不是柴油車正常的表現哈。

注:中規進口的柴油車不需要定期新增尿素,因為中國的排放要求不如北美嚴格,但對於車主而言比較省事,這臺ML350_CDI就屬於這類。

我國最新的車用能源戰略中,也提到了推廣新能源汽車和促進柴油動力民用化,所以民用柴油車普及也會是發展中國家的一大趨勢。

柴油機更省油

這是眾所周知的優勢,我開車酷愛關注油耗,這也是我喜歡柴油機的最大原因。

這臺ML350柴油版的綜合油耗在9~10 L/100km區間,我開高速去外地,可以跑到7升左右,而汽油版的ML350綜合油耗大約在14 L/100km左右,搭載3。0T發動機的ML320綜合油耗也要在12~13 L/100km區間,大家可以直觀感受一下油耗差距,這麼省油,排放物又幹淨,那就更環保了。

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

ML350_CDI在市區擁堵工況的實測油耗,均速14km/h,已經算堵到爆了

PS:汽油版ML的油箱都是78升,唯獨柴油版ML350的油箱是93升,一箱油跑一千多km是很輕鬆的事情,我太喜歡這種千里馬了,賓士真瞭解我!

到底為什麼柴油機更省油,可能好多人都不知其所以然,我爭取幾句話把它說清楚。

1)

首先,柴油作為燃料,熱值比汽油高,也就是說同樣數量的燃料裡,柴油蘊含的能量比汽油多。哈哈,在提煉工序上,柴油天生佔據先機(而且0號柴油比汽油還便宜~每次加油我表示很開心)。

2)

其次,柴油機和汽油機的工作原理不一樣,導致了柴油機工作效率更高。你們有沒有印象,卡車油箱的加油口附近通常都髒髒的、黑黑的,油漬一大片?而我們私家車的加油口從來都乾乾淨淨。

這不是因為卡車司機不愛打理,而是因為柴油的揮發性比汽油差很多,加油時灑到油箱外面的柴油會一直掛在那裡,像發動機滲出的機油一樣,不斷吸附灰塵,形成油泥,時間長了就髒兮兮的一片了。

兩者揮發性的差異,造成了發動機工作原理的重大差別。汽油的揮發性好,容易和空氣混合,也容易被點燃,所以汽油機都有火花塞,引爆燃料讓活塞做功;而柴油揮發性差,用一個火星是點不燃的,必須先把缸內氣體預壓到一個很高的壓力和溫度後,再噴入霧狀柴油,讓柴油在這種高溫環境下自燃,推動活塞做功。

PS:柴油基本不揮發,所以表面不會形成燃料蒸汽和空氣的混合物,也就很難被點燃,相反汽油極易形成蒸汽,遇火星就容易爆炸,這在某種程度上決定了柴油和柴油車很安全,自燃的最大機理就是電路系統短路打火,遇到燃料系統洩漏起火,這可都是汽油車的專利哈!戰場上跑的傢伙基本都是燒柴油的,你得有多大的膽子才敢拉著一車汽油在槍林彈雨中穿梭啊。

簡單地說,汽油機是點燃式的,壓縮比不能太高(一般9~11較為常見),否則還沒到點火時刻,就先把燃料壓燃了(這就叫爆震);而柴油機是壓燃的,就怕壓不燃,必須設計出很高的壓縮比(一般16~21較為常見),才能滿足讓柴油射進缸內就會自己燃燒的工作條件。

對於往復式內燃機,壓縮比越高,做功效率就越高(具體原因太深奧,跳過),再加上柴油的燃燒過程緩慢而穩健,你可以理解為柴油被點爆後,活塞下行程中,有很長一段距離都在對活塞做功,而汽油機就是爆炸的那一瞬間在釋放能量,做功過程很短暫。更長的燃燒過程和有效做功時間,有助於化學能充分轉化為機械能,因此柴油機的燃料能量釋放率更高,因此就更省油。我記得留學時,老師的講義上說過,汽油機的能量效率做到30%就不錯了,而柴油機可以做到45%左右(資料可能不精確,但八九不離十,不影響拿去裝逼)。

當然,柴油機為什麼最大轉速只有3、4千轉,也是上面這個原因,柴油燃燒速度天生就慢,你如果盲目增加轉速的話,那麼就有一部分燃料還沒來得及燃燒就被趕進排氣管,在排氣管裡繼續燒油可不是好事兒,既不經濟又危險,所以工程師只能讓柴油機執行在一個相對“悠閒”的轉速區間,就別去和汽油機拼轉速了。

還有一個特點,因為柴油機是壓燃式的,只要噴射霧化到位(嚴重取決於噴射壓力),就能更加接近均質燃燒,燃燒徹底又充分,而且這樣的燃燒條件更容易實現“稀燃”,總之,就是能提高燃油經濟性。

而汽油機是點燃式的,火焰以點火中心為起點往整個燃燒室擴散,因為距離火花塞有近有遠,微觀地看,混合氣的點燃的時機是不一樣的,對於強迫症工程癌而言,這絕逼是不完美的點火。

無數研發人員都在努力讓汽油機的混合條件接近柴油機,縮短引燃時間跨度,逼近理想狀態的均質混合,或想辦法實現稀燃,但難度的確很大。

柴油機扭矩更足

就拿這臺柴油ML350來說吧,3。0T的柴油機在1600 rpm就能輸出620 Nm的扭矩,而ML400上的高功率3。0T汽油發動機,也才480 Nm峰值而已。所以CDI版本的ML最直接的駕駛感受就是提速很給力,只要你肯給油門,車子會非常積極地穿出去,加上能充分利用附著力的4-Matic,很快就能達到不得不鬆油門的速度,我覺得駕駛的極限在我自己,而不在車子上。

民間的說法是“柴油機低扭好”,大意就是低轉速扭矩大的意思。為什麼柴油機這麼有力,當年我們學發動機設計時,要用一大堆公式來推導證明的,今天我用諾式語言點到為止就好,不但保證你能懂,你還能給別人講明白。

1)

柴油機的壓縮比大,峰值壓力也高,缸壓高就直接導致扭矩大,這是毫無疑問的。

2)

還有,因為汽油燒得快,點爆後是短時做功推動活塞,其他時間都得靠慣性繼續運轉,直到下一次點火做功;而柴油引爆後能在很長的行程上持續推動活塞,所以最後在飛輪端得到的效果就是更大的扭矩。

3)

另外,柴油機要實現更大的壓縮比,通常會考慮把衝程做長一些,衝程其實就是曲軸偏距的兩倍嘛!所以衝程越長,就意味著曲軸偏距越長,那麼同等的活塞推力就能在曲軸上產生更大的扭矩(力劈更長了)。

你要是搞不懂機械原理,那麼可以從能量的角度去思考,不但柴油裡蘊含的能量(熱值)比汽油高,而且柴油機的燃燒做功效率也比汽油機高,那麼柴油機就一定會比汽油機更有勁哈,否則多出這麼多能量上哪裡去了?對吧!

柴油機可靠性更高

這一點可能也會顛覆一些人對柴油車的認知。一臺汽油機要正常工作,點火和噴油是兩大主要環節,任何一個出問題,就沒法運轉。

而柴油機不需要點火系統,也就是說沒有點火模組、點火線圈、火花塞等東西,系統更簡單,點火系統出現失效導致的整機故障,柴油機完全免疫,你只需要照顧噴油系統就好,是不是感覺一下子少了一半的故障率吧?

一些老一輩的修理師傅會說“柴油車機艙可以拿水槍隨便衝,汽油車就不能”,這種說法雖然有點“民間”,但也可見一斑。

另外,過度的磨耗也會導致老化和故障。由於柴油機轉速低,那麼發動機的摩擦阻力就小,單位時間的磨耗也會更少。我們做個不精確的推算,柴油發動機轉速按汽油機的2/3計算,摩擦阻力一般和速度的平方相關,那麼柴油機的磨耗就是汽油機的4/9(實際計算比這個要複雜,但大意差不多)。

而且,由於工作轉速低,在相同的里程使用下,柴油機的整機運轉圈數比汽油機少1/3,從這個角度看,磨損自然也比汽油機少(更低的轉速也意味著更低的摩擦阻力,這也是低油耗的因素之一)。

柴油機的這些特性,特別適合長時間高里程運轉,所以高速上沒日沒夜連軸跑路的卡車,必須都是燒柴油的(而且還都是帶渦輪的),否則養護成本可不得了。這些卡車一年跑的里程,快夠我們私家車開一輩子的了。所以柴油機只要保養得當,不用太擔心壽命的問題,行業裡柴油發動機無大修世界紀錄高達90萬英里,碰巧兩個紀錄都還是賓士創造的。

如果是從研發人員的視角看,柴油機還有很多好處,今天就不多聊了,接下來說說柴油機的主要短板:

柴油機噪音大

通常情況下,柴油機的噪音的確比汽油機大。但~是~這臺ML350_CDI的柴油發動機竟然和汽油機一般安靜!開啟機蓋聽,也不會覺得是一臺柴油機在運轉,簡直是賓士家的看家之作!我前幾年幫國內主機廠調過不少柴油動力總成,自己也是頭一次見到這種噪音水平的柴油機,建議這些車企的都買臺二手柴油ML回去研究一下,絕對會讓你們瞠目結舌。

好,我們接下來說典型的柴油發動機,它們之所以噪音、振動大,是因為柴油機的壓燃式工作原理,缸壓變化劇烈,難以避免存在更大的內力波動和振動,噪音就是理所應當的了。

在歐洲,大家熟知的每一款德系車,幾乎都有相應的柴油版本,甚至還有柴油運動版,其實噪音也比較大,但是德國人覺得這就是柴油車的標籤,類似你開法拉利,排氣安安靜靜的就不大對頭了。

老孟在這方面就很能“和國際接軌”,他覺得買臺柴油版的進口車,就要有這種噠噠噠的聲音,像全順似的,這就是在告訴大家“老子不是濫大街的汽油版”,而是少數派的徽章,給老孟點個贊。

柴油機設計、製造成本高

同樣是因為柴油機的壓縮比高,內部受力大,所以部件必須有更高的強度和剛度,以及安全係數,這就決定了柴油機必須把機械部件做得更加“厚重粗壯”,或者使用規格更高的材料,這麼一來,柴油機在自重上就會明顯輸給汽油機,而柴油機的造價也就會隨之大幅增加。此外,由於發動機扭矩巨大,所以變速箱、傳動系統、懸置的強度也必須做相應的提高。

大家查一下幾款賓士ML車型的自重就能知道用料的差別了。

ML320 2181 kg(汽油低功率)

ML400 2227 kg(汽油高功率)

ML350 CDI 2280 kg(柴油版)

廠家製造一臺柴油車,核心總成的造價其實比同等動力級的汽油車要高不少,偏偏柴油版本在國內定價偏低,那麼CDI的價效比其實就更高了。這就是用知識去發掘價效比的典型案例,明白為什麼我從美國回來後就開始全國搜尋CDI了吧?本來就稀缺,行情炒漲不賴我哈~

早年的柴油機技術還不發達,柴油機的自重那是大得嚇人,只能適用於火車、輪船這種對發動機自重不敏感的大傢伙,主要目的是替代更加麻煩的蒸汽機,當然也只有這類造價昂貴的機器才用得起柴油機。而汽油機可以做得很小巧,加之天生優秀的“動力自重比”,在輕型裝置上大行其道,比如油鋸、割草機,當然,後來的汽車也屬於這一類應用。

由於柴油機更加敦實,旋轉件重量大會導致轉速響應不如汽油機靈敏,所以限制了柴油機在超跑上的應用(似乎我說了句廢話)。要突破這個物理瓶頸,柴油機才能用在高效能汽車上,除了減少旋轉件的慣量,還得提高扭矩響應速度。

PS:當然,大家也不要因此就認為柴油機提速能慢到拖累百公里加速的程度,這種發動機自身轉動慣量所導致的提速快慢,主要在空檔轟油門時可以體現出差別,一旦掛上檔位,瓶頸就不再是發動機自身慣量了,而是整車重量透過驅動系統反算到飛輪上的“等效慣量”,比發動機慣量大多了!這個時候汽油車和柴油車的加速表現,主要還得看扭矩和油門遲滯。

經過幾十年來的技術演進,工程師的精雕細琢,柴油機開始逐漸告別龐大的身軀,接近汽油機的體重,這一切的最佳化都要付出巨大的研發成本,而汽油機倒是因為各種附加技術和裝備而有越來越重的趨勢。

柴油機峰值功率不高

這也是柴油機拼不過同排量汽油機的地方,ML350_CDI雖有620 Nm的驚人扭矩,但是最大功率只有190kW,極速224km/h,而最大扭矩只有400Nm的ML320極速能達到230km/h。

讀了前面的內容,功率低的原因可能大家也能猜到,主要就是轉速低給拖累的,畢竟功率=扭矩x轉速。

所以柴油機需要專門匹配傳動系統的減速比,讓這臺低轉速的發動機也可以驅動整車達到一個最佳的極速點。不過我對極速從來沒有要求,所以這一個短板我可以無視,想超車時車子跟腳比什麼都重要。

寫在後面

哇,碼了6千多字,總算把柴油機的事兒說得差不多了,暫時剎一腳。如果近期還有時間,我再寫寫ML的愉悅之處吧。去年玩了半年的X5,現在摸到ML後,覺得還是賓士的SUV更適合現在的我,手上的反饋雖不如X5靈敏,但穩健而從容,極端的舒服和精緻。而且ML上還有個“X5鍵”,按一下你就能找到類似X5的駕感,再按一下就回歸經典的賓士駕感。

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

這兩款車真有得一比,不過好像應該拿現款X5來做比才恰當哈~

國內的ML350_CDI實在太少了,我也是排除了很多臺才找到這臺各方面都滿意的。為了選這款車,預算從40多萬一路拉昇到60萬左右,玩具嘛,多花點錢一定是值得的。

如果你也想玩玩柴油車,選擇餘地可以大一些,比如路虎發現4、神行者2、攬勝、途銳、奧迪A6、奧迪Q7等高階車型,都有少量柴油版遺落在民間,擴大一下涉獵範圍,應該也能找到一臺稱心如意的柴油大玩具(尤其是油箱容積100升的Q7,想象一下續航能力,就像給iPhone買了塊電池背板一樣爽)。

可能你會擔心油品之類的問題,其實只要在大油站加油就好,認準兩桶油,根據氣候條件選好柴油的標號,雜質問題也不用擔心,畢竟加油站會過濾一遍,車子上還有幾級專門過濾,比汽油車過濾得都乾淨。

柴油賓士ML350,比你想的油耗更低更環保故障更低

說到加油排隊,我開著ML350在下班高峰去油站基本不用排隊,因為一堆私家車都是在那邊等汽油的,柴油機位空著等我,能想象那種VIP感覺麼?

OK,就聊到這裡,透露一下,我正在尋找下一臺玩具,已經找了兩、三週了,具體是啥,先保密…

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Tags:柴油機柴油汽油機柴油車ML350