俄羅斯工業(yè)部及科技部曾制定了《俄羅斯車(chē)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2010年規(guī)劃》。
在發(fā)展重型載貨汽車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)方面，該規(guī)劃的基本思想完全遵循《獨(dú)聯(lián)體規(guī)劃》及《俄羅斯車(chē)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)2008年規(guī)劃》，但在該規(guī)劃中，重點(diǎn)發(fā)展的大功率及小功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)更為廣泛。
必須完成《俄羅斯汽車(chē)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出的主要任務(wù)也是該規(guī)劃的基本點(diǎn)，特別是要大力提高汽車(chē)（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）的環(huán)保性能。在第一階段（2004年之前）必須組織生產(chǎn)出達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）。在2004年必須結(jié)束針對(duì)歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作，并通過(guò)相關(guān)認(rèn)證。
在第二階段（2005～2008年）應(yīng)該完成向生產(chǎn)符合歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡，并開(kāi)始生產(chǎn)符合歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
在第三階段（2008～2010年）應(yīng)該完成向生產(chǎn)符合歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡，并開(kāi)始生產(chǎn)符合歐Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)《俄羅斯汽車(chē)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出的任務(wù)，要開(kāi)發(fā)出一批滿(mǎn)足俄羅斯汽車(chē)工業(yè)2010年前裝車(chē)需要的車(chē)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，即開(kāi)發(fā)2～12缸0.7～27L 功率覆蓋30～1100kW的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
按規(guī)劃，俄羅斯的“車(chē)用柴油機(jī)”公司、圖塔耶夫發(fā)動(dòng)機(jī)公司、卡馬汽車(chē)公司除了生產(chǎn)傳統(tǒng)的缸徑為140mm、130mm及120mm的重型載貨汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)以外，還將生產(chǎn)1.5～2.0L、2.2～3.4L 以及4～6L的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，這些發(fā)動(dòng)機(jī)在俄羅斯尚不能形成批量生產(chǎn)，但是其需求正在急劇上升。
雖然這些發(fā)動(dòng)機(jī)首先是為了滿(mǎn)足汽車(chē)裝車(chē)的需要，但是在拖拉機(jī)、道路機(jī)械以及其他裝備領(lǐng)域，存在著對(duì)它們的巨大需求。
表1給出了俄羅斯一些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠(chǎng)家2010年前的生產(chǎn)計(jì)劃。
下面分別介紹俄羅斯各種排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的未來(lái)發(fā)展規(guī)劃。
C 級(jí)轎車(chē)用4缸10.5～2.0L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)目前由俄羅斯阿爾泰區(qū)的巴納烏爾重型車(chē)輛廠(chǎng)生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn)臺(tái)。但這些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只能達(dá)到歐Ⅰ或歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)，該廠(chǎng)現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)符合歐Ⅲ、 歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)型。
除用于汽車(chē)外，上述發(fā)動(dòng)機(jī)的變型機(jī)型也比較適合于農(nóng)機(jī)及特種裝置。
表2 俄羅斯兩種2.0L左右的柴油機(jī)與其他國(guó)家類(lèi)似機(jī)型的比較
4缸及5缸2.2～3.4L 88～147 kW的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于E級(jí)轎車(chē)、SUV、輕型載貨汽車(chē)、微型客車(chē)、軍事裝備以及拖拉機(jī)。由俄羅斯外伏爾加發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)30萬(wàn)臺(tái)。
表3是俄羅斯4缸4L及6缸6L的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與其他國(guó)家類(lèi)似機(jī)型的比較，這些發(fā)動(dòng)機(jī)既可用于汽車(chē)，也可用于拖拉機(jī)，而且俄羅斯軍方對(duì)其也很感興趣。目前俄羅斯暫時(shí)還沒(méi)有生產(chǎn)這些發(fā)動(dòng)機(jī)。
表3 俄羅斯4缸4L及6缸6L計(jì)劃?rùn)C(jī)型與其他國(guó)家類(lèi)似機(jī)型的比較
表4中列出了俄羅斯未來(lái)計(jì)劃研制的直列6缸機(jī)型（缸徑及活塞行程為120×140、130×150mm）與其他國(guó)家類(lèi)似機(jī)型的比較。目前這兩種機(jī)型俄羅斯還沒(méi)有生產(chǎn)。缸徑及活塞行程為120×140的直列6缸機(jī)型將由卡馬汽車(chē)公司生產(chǎn)的V6型發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)獲得。卡馬汽車(chē)公司將在國(guó)外戰(zhàn)略伙伴的參與研制生產(chǎn)該型發(fā)動(dòng)機(jī)，未來(lái)計(jì)劃年產(chǎn)2萬(wàn)輛。
而缸徑及活塞行程為130×150mm 的直列6缸機(jī)型將由“車(chē)用柴油機(jī)”公司、卡馬汽車(chē)公司生產(chǎn)，計(jì)劃年產(chǎn)量為2萬(wàn)輛。
俄羅斯卡馬汽車(chē)公司目前生產(chǎn)缸徑及活塞行程為120×130、120×136的V8型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（見(jiàn)表5），年產(chǎn)能達(dá)5萬(wàn)輛。但這些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只能達(dá)到歐Ⅰ或歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在該公司正在針對(duì)歐Ⅲ、 歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行改進(jìn)。
缸徑為130～140mmV8型及V12型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最高，覆蓋309～1100 kW的范圍(見(jiàn)表6)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于重型載貨汽車(chē)、礦山機(jī)械、大型拖拉機(jī)以及軍事裝備。在俄羅斯，其傳統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)家是“車(chē)用柴油機(jī)”公司及圖塔耶夫發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)。目前，其排放已經(jīng)達(dá)到歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)型已經(jīng)達(dá)到歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，并且上述廠(chǎng)家今后將進(jìn)一步采取優(yōu)化措施，使這些發(fā)動(dòng)機(jī)盡快達(dá)到歐Ⅳ、歐Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)。
只要俄羅斯各柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)工作進(jìn)展情況良好，俄羅斯生產(chǎn)的新型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就有望迅速縮短與其他國(guó)家先進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)水平的差距。
俄羅斯為了使本國(guó)生產(chǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)盡快趕超其他國(guó)家先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，將考慮建立一批具有一定水準(zhǔn)的零部件企業(yè)?！抖砹_斯汽車(chē)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)明確指出，“將打造俄羅斯新的零部件工業(yè)”，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)方面，這些新的零部件將包括：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)、渦輪增壓系統(tǒng)、增壓空氣冷卻系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)以及廢氣催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。
俄羅斯以提升零部件水平帶動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的政策包括：
國(guó)家優(yōu)先支持研制先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件；把發(fā)動(dòng)機(jī)零部件集中到專(zhuān)門(mén)的工廠(chǎng)生產(chǎn)；把發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的生產(chǎn)分解到各個(gè)大型發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)；創(chuàng)立一批能真正提升發(fā)動(dòng)機(jī)制造水平的、新的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)企業(yè)；與國(guó)外戰(zhàn)略伙伴展開(kāi)合作、吸引各種資本，實(shí)現(xiàn)重要發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的本土化生產(chǎn)。
圖1 使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的
圖1 使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的有效途徑
圖1給出了使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的有效途徑，其中柴油的硫含量至關(guān)重要，應(yīng)把它限制在0.005％以下。
同樣在改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放方面，燃油供給系統(tǒng)舉足輕重。顯而易見(jiàn)，不采用微程序電控燃油供給系統(tǒng)，要想使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)順利達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)幾乎是不可能的。因此，至少應(yīng)該采用電控調(diào)節(jié)的多柱塞式燃油泵或者新型的燃油分配泵（對(duì)于小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)而言），而要使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)順利達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，就必須采用專(zhuān)門(mén)的由微程序處理器控制的高壓燃油泵或者燃油供給高壓創(chuàng)建系統(tǒng)。
對(duì)于小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，要達(dá)到歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)以上的要求，最好采用燃油供給高壓創(chuàng)建系統(tǒng)。俄羅斯最有能力生產(chǎn)這種系統(tǒng)的是YZTA公司及YZDA公司，在可能的情況下，上述公司將得到國(guó)外戰(zhàn)略伙伴（如博世公司）的幫助。
為了生產(chǎn)先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，還必須掌握渦輪直徑為50～100mm的渦輪增壓機(jī)或者4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)、7級(jí)以及9級(jí)渦輪的生產(chǎn)技術(shù)。
目前，俄羅斯的“車(chē)用柴油機(jī)”公司已經(jīng)能生產(chǎn)9級(jí)渦輪，而卡馬汽車(chē)公司也能生產(chǎn)7級(jí)渦輪，但是今后仍然需要對(duì)它們進(jìn)行改進(jìn)，以便能調(diào)節(jié)增壓參數(shù)、使用轉(zhuǎn)子加速系統(tǒng)以及配套的特種軸承。俄羅斯暫時(shí)還沒(méi)有批量生產(chǎn)4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)渦輪。
另一方面，在未來(lái)先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，如果沒(méi)有增壓空氣冷卻系統(tǒng)也將是很難想象的。當(dāng)增壓空氣溫度上升時(shí)，可以通過(guò)鋁散熱器利用外界空氣進(jìn)行冷卻。鋁散熱器的散熱系數(shù)應(yīng)當(dāng)不小于0.85，其內(nèi)部空氣流動(dòng)阻力應(yīng)當(dāng)不小于0.95。而且應(yīng)當(dāng)掌握與各種類(lèi)型的渦輪增壓機(jī)相配套的鋁散熱器的生產(chǎn)。
當(dāng)然，要使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到日益嚴(yán)厲的排放要求，也必須改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸-活塞組。
首先應(yīng)當(dāng)降低氣缸套在自由狀態(tài)及形變時(shí)的失圓度，并同時(shí)降低機(jī)油的耗量。
對(duì)于活塞，應(yīng)當(dāng)采用高硅鋁合金制造，并對(duì)其形狀進(jìn)行優(yōu)化。填料函材料也應(yīng)選擇耐腐蝕鑄鐵。而對(duì)于活塞環(huán)應(yīng)當(dāng)對(duì)其結(jié)構(gòu)及高度進(jìn)行優(yōu)化。
另外，尾氣凈化系統(tǒng)將有助于使轎車(chē)及輕型載貨汽車(chē)順利達(dá)到歐Ⅲ排放要求，而且對(duì)于重型載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)，要達(dá)到歐Ⅳ排放要求，加裝尾氣凈化系統(tǒng)更是必不可少。尾氣凈化系統(tǒng)的功能一般包括氧化中和、自動(dòng)再生顆粒過(guò)濾以及4元催化等。
現(xiàn)在，在先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造所涉及的各個(gè)方面，俄羅斯“汽車(chē)及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)科研所”已經(jīng)有了一定的技術(shù)儲(chǔ)備，除了科研，該所將來(lái)還可以生產(chǎn)出相關(guān)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的工業(yè)樣品。
