內(nèi)燃機(jī)VS外燃機(jī)

龍慶祥

大眾柴油發(fā)動(dòng)機(jī)事件背后藏著重大意義，關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展是否到了極限，是否還有將來？

大眾在廢氣排管理系統(tǒng)內(nèi)植入作弊程序以應(yīng)付極其嚴(yán)苛的美國法例。剛被披露的時(shí)候，各傳媒都爭相報(bào)導(dǎo)，那幾天，我少說也看了二、三十篇，內(nèi)容千篇一律，其后還有不少專題論述，大部分不是事后孔明便是痛打落水狗。從我看第一篇報(bào)導(dǎo)開始，心中就有這么個(gè)想法：所謂作弊程序是當(dāng)偵測(cè)到汽車在接受測(cè)試，會(huì)自動(dòng)開動(dòng)減排裝置，使車輛過關(guān)。既然如此，把美版的減排系統(tǒng)一直打開不就沒事了？要么干脆放棄那丁點(diǎn)的美國柴油車市場(chǎng)，何苦要弄到如斯田地？我的想法可能太幼稚，每次跟別人分享我的看法，都會(huì)換來幾聲冷笑，其實(shí)我是很認(rèn)真的，因?yàn)檫@次事件背后藏著的意義重大，關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展是否到了極限，是否還有將來？

翻開工業(yè)革的歷史，人類由燃燒獲得動(dòng)力是從18世紀(jì)的蒸汽機(jī)開始。蒸汽機(jī)是外燃機(jī)，工作的水蒸汽在容器內(nèi)，燃料和空氣在容器外，兩者互不相干。蒸汽機(jī)一直主宰了動(dòng)力來源，19世紀(jì)初已有蒸汽動(dòng)力的工廠、輪船、火車頭。內(nèi)燃機(jī)是較摩登的事物，19世紀(jì)中期才開始有汽油內(nèi)燃機(jī)，柴油機(jī)更是接近20世紀(jì)的產(chǎn)物。內(nèi)燃機(jī)顧名思義，燃燒是在容器內(nèi)進(jìn)行的，是空氣既要助燃，也是負(fù)責(zé)工作產(chǎn)生動(dòng)力。有了這種小巧的動(dòng)力機(jī)械，才能做出個(gè)人化汽車，人類出行從此變得自由自在。即使是較大型的交通工具，內(nèi)燃機(jī)也逐漸成為主流，柴油機(jī)出道四、五十年便終結(jié)了蒸汽火車頭，到八、九十年代，即使巨型遠(yuǎn)洋輪船，也是柴油機(jī)的天下。這幾十年內(nèi)燃機(jī)盡領(lǐng)風(fēng)騷，即使蒸汽機(jī)效率高叉如何？因?yàn)樘恐?，只能用于發(fā)電廠內(nèi)。

但是內(nèi)燃機(jī)本身的效率是有一定限制的，它要求空氣在很短的時(shí)間內(nèi)做很多事情，而且人們對(duì)內(nèi)燃機(jī)的要求不斷提高，要它速度快，要它馬力大，要它效率高，要它省油，要它排放干凈等等，逐漸大家開始懷疑內(nèi)燃機(jī)是不是最好的動(dòng)力方案。歐洲人喜歡柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，取其效率高，相對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有較低的二氧化碳排放。他們花了很大的努力把柴油機(jī)的黑煙都根治了，還把它發(fā)展到高速、高效兼省油，可是在高溫高壓的燃燒室內(nèi)，你硬要省油，不注入足夠的燃料，空氣中的氧和氨便失控地?zé)o媒茍合起來，產(chǎn)生了破壞環(huán)境的氧代氮NOx。這點(diǎn)瑕疵，歐洲人暫時(shí)勉強(qiáng)收貨，但美國人領(lǐng)教過20世紀(jì)70年代污染的陰霾，堅(jiān)決不買帳，標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格到近乎零。那么柴油機(jī)要達(dá)標(biāo)，到底有沒有辦法？

辦法是有的，方法一是歷史最悠久的廢氣循環(huán)系統(tǒng)（EGR）。原理是將部分廢氣回輸?shù)饺紵覂?nèi)，由于廢氣內(nèi)已沒有氧氣會(huì)助燃，令燃燒室溫度降低，減少氧和氮化合的可能。我很欣賞這個(gè)方法，因?yàn)樗菑母局郑剌攺U氣等于閹割了部分有效容積，削弱了動(dòng)力輸出，與近幾年的高效率高功率發(fā)展方向背道而馳。

另一個(gè)方法是選擇性催化還原（SCR），它的工作原理是在廢氣歧管內(nèi)的催化器注入適量尿素，以化學(xué)方法將氧氮化合物拆解還原。它能有效控制NOx，但這個(gè)系統(tǒng)無論生產(chǎn)、運(yùn)作和保養(yǎng)所需成本都不低，是廉價(jià)小型柴油車無法負(fù)擔(dān)得來的。

還有一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)簡單的方法——氨氧化物吸收器，即Lean NOx Trap（LNT）。原理是采用一些特殊物質(zhì)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)在省油的情況下工作所產(chǎn)生的氨氧化物，當(dāng)裝置吸到飽和的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)使用較濃的燃油比，或者在排氣歧管釋出額外的燃油把儲(chǔ)存的氨氧化物還原。我很懷疑這個(gè)設(shè)計(jì)意念是抄襲港產(chǎn)片《國產(chǎn)零零漆》的太陽能手電筒，但無論如何，只要按設(shè)計(jì)運(yùn)作，犧牲一點(diǎn)燃料之下NOx仍然能達(dá)標(biāo)。

由此可見，除了身嬌肉貴的SCR之外，EGR和LNT其實(shí)都是靠犧牲燃油效率換取低NOx，更殘酷的現(xiàn)實(shí)是，NOx根本就是內(nèi)燃機(jī)效率提升到極致之下的產(chǎn)物，這怎不教我們這等內(nèi)燃機(jī)狂熱份子感到一葉知秋？如果內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展真的到了極限，將來是電動(dòng)車的世界嗎？是的話那說明什么？說明外燃機(jī)靈童轉(zhuǎn)世，以另一種面貌再現(xiàn)人間重新掌管動(dòng)力的話語權(quán)，不過電動(dòng)車切莫高興得太早，你用的電還是靠燃燒獲得的，相對(duì)內(nèi)燃機(jī)不過是五十步笑百步而已。

我相信將來我們的子孫會(huì)開著他的燃料電池車去汽車博物館參觀內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)車。