俄羅斯工業(yè)部及科技部曾制定了《俄羅斯車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2010年規(guī)劃》。
在發(fā)展重型載貨汽車柴油發(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)的種類更為廣泛。
必須完成《俄羅斯汽車工業(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（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（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)的過渡，并開始生產(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)的過渡，并開始生產(chǎn)符合歐Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)《俄羅斯汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出的任務(wù)，要開發(fā)出一批滿足俄羅斯汽車工業(yè)2010年前裝車需要的車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，即開發(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“車用柴油機(jī)”公司、圖塔耶夫發(fā)動(dòng)機(jī)公司、卡馬汽車公司除了生產(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)首先是為了滿足汽車裝車的需要，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)的未來發(fā)展規(guī)劃。
C 級(jí)轎車用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)的巴納烏爾重型車輛廠生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)10萬臺(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)，該廠現(xiàn)在正在開發(fā)符合歐Ⅲ、 歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)型。
除用于汽車外，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、SUV、輕型載貨汽車、微型客車、軍事裝備以及拖拉機(jī)。由俄羅斯外伏爾加發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)30萬臺(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)家類似機(jī)型的比較，這些發(fā)動(dòng)機(jī)既可用于汽車，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)家類似機(jī)型的比較
表4中列出了俄羅斯未來計(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)家類似機(jī)型的比較。目前這兩種機(jī)型俄羅斯還沒有生產(chǎn)。缸徑及活塞行程為120×140的直列6缸機(jī)型將由卡馬汽車公司生產(chǎn)的V6型發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)獲得?？R汽車公司將在國(guó)外戰(zhàn)略伙伴的參與研制生產(chǎn)該型發(fā)動(dòng)機(jī)，未來計(jì)劃年產(chǎn)2萬輛。
而缸徑及活塞行程為130×150mm 的直列6缸機(jī)型將由“車用柴油機(jī)”公司、卡馬汽車公司生產(chǎn)，計(jì)劃年產(chǎn)量為2萬輛。
俄羅斯卡馬汽車公司目前生產(chǎn)缸徑及活塞行程為120×130、120×136的V8型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（見表5），年產(chǎn)能達(dá)5萬輛。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(見表6)。這些發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于重型載貨汽車、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)廠家是“車用柴油機(jī)”公司及圖塔耶夫發(fā)動(dòng)機(jī)廠。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)零部件集中到專門的工廠生產(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，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)，就必須采用專門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)來說，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“車用柴油機(jī)”公司已經(jīng)能生產(chǎn)9級(jí)渦輪，而卡馬汽車公司也能生產(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)還沒有批量生產(chǎn)4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)渦輪。
另一方面，在未來先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，如果沒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)將有助于使轎車及輕型載貨汽車順利達(dá)到歐Ⅲ排放要求，而且對(duì)于重型載貨汽車來說，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“汽車及汽車發(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。
