淺談現代柴油機新技術的應用

摘要：

隨著我國科學技術和柴油機技術的發展，將各種新技術應用到現代柴油發動機上，有效地解決了傳統柴油發動機噪聲大、震動大和污染嚴重的問題。本文將詳細分析燃油系統新技術和進排氣系統新技術在現代柴油機的應用。

前言

燃油系統新技術主要包括高壓共軌技術、泵噴油器技術。進排氣系統新技術主要包括廢氣渦輪增壓技術、渦輪增壓中冷技術、冷卻廢氣再循環技術、可變幾何尺寸渦輪增壓器技術、排氣系統微粒補集技術。隨著現代技術的發展，傳統柴油發動機已經無法滿足用戶的需求，因此，研究現代柴油發動機上應用的新技術是非常有必要的。

1.燃油系統新技術

1.1高壓共軌電控燃油噴射技術

高壓共軌技術簡稱HPCR，是將噴射壓力產生和噴射的過程完全分離的一種供油方式。這種技術工作的主要原理就是，將高壓燃油輸送到共軌上的這一過程是在高壓油泵的作用下實現的，通過共軌油管內的油壓進行準確的控制，最終實現高壓油管壓力的大小與發動機的轉動速度不產生聯系，這就在很大程度上減輕了柴油發動機由于轉速過快產生的油壓變化。并且噴油壓力的產生與噴油定時是不產生沖突的，二者獨立存在，燃油噴射是由電控裝置對噴油器進行控制而實現的，這一裝置噴油量的多少是由公共供油管道中的壓力和閥門開啟時間的長短決定的。

高壓共軌電控燃油噴射系統主要是由ECU、高壓油泵、電控噴油器、高壓油軌以及各種傳感器和執行器組成的。

1.2泵噴油器技術

泵噴油器技術是將燃油泵和噴油器將結合，形成一個一體化的結構，油泵在噴油器的上方，在每一個氣缸內都設有獨立的單體泵噴油器，并以卡槽的方式將泵噴油器固定在氣缸的蓋上。進氣門、排氣門和泵噴油器都位于同一個凸輪軸驅動上，在凸輪軸的作用下使油泵產生壓力進而升高油壓，再通過高速閥門和關閉高壓油管，進而控制噴油量和時間。

由于將高壓油管取消，所以降低了燃油壓力的損耗，提高了油壓的敏感度，實現了燃油噴射周期的準確控制。在泵噴油器工作時能夠產生很大的壓力，最高可以達到900MPa，使燃油得到了最大的霧化和燃燒，大大提高了發動機的工作效率，降低了噪聲污染和尾氣的排放。

2.進排氣系統新技術

2.1廢氣渦輪增壓技術

這種技術是一種提高發動機進氣能力的手段。利用廢氣渦輪增壓技術制造廢氣渦輪增壓器，其根本的原理是利用發動機排氣產生的動力促使增壓器的渦輪轉動，進而帶動同一軸上的壓氣機對即將進入氣缸的空氣進行壓縮，提高氣缸內空氣的密度，改善燃油的效果，并提高發動機的動力性和經濟性，可以有效控制有害氣體的排放。

由于渦輪的不同，可以講廢氣渦輪增壓器分為徑流式、斜流式和軸流式三種；根據渦輪增壓器的結構的不同，又將其分為可變噴嘴環增壓器、廢氣放棄放棄增壓器和可變葉片增壓器等。

2.2渦輪增壓中冷技術

渦輪增壓器將進入的空氣進行了高度的壓縮，在流動時與進氣管壁摩擦還會進一步的增高，這就嚴重影響了充氣的效率，還會存在爆燃的可能性。在這種情況下，需要增加降低進氣溫度的裝置，也叫做中冷器。中冷器一般安裝在渦輪增壓器的出口與發動機進氣管之間，能夠迅速對進入氣缸的空氣進行冷卻。中冷器在整個部件中充當著散熱器的角色，用冷水或冷風對進入的空氣進行冷卻排放到大氣中。

一般來講渦輪增壓技術的具體應用主要有以下幾個方面：一是中冷器以循環水為介質，這種方案結構和布置都比較簡單，但是對空氣的冷卻能力有限；

二是采用獨立的冷卻介質，這種方法可以有效提高中冷器的冷卻效率，但是比較復雜；三是中冷器以風扇和發動機運行時產生的自然風進行冷卻，這種方法耗油量較少，得到了很廣泛的應用；四是，中冷器中帶有獨立的冷卻風扇，可以直接對空氣進行冷卻，方便，但是造價高。

2.3冷卻廢氣再循環技術

冷卻廢氣再循環技術簡稱EGR，這種技術主要就是減少發動機廢氣氮氧化物的排放量，是現代柴油發動機采用的一種技術。氮氧化物是在高溫情況下產生的，為了降低氣缸內運行的溫度和壓力，減少氮氧化物的產生，將發動機排氣系統排除的廢氣的一部分排放到新鮮的空氣中，但是要對與新鮮空氣相結合的廢氣進行冷卻。

2.4可變幾何尺寸渦輪增壓器技術

為了保證渦輪增壓器的性能，就不要對其進行優化處理，盡量減小增壓器的葉輪尺寸，但是為了優化渦輪增壓器的高速性能，又要求渦輪增壓器的葉輪尺寸增大。但是在一個層面上無法同時滿足以上兩個要求，為了解決這個問題，可變式的渦輪增壓器應運而生。可變幾何尺寸渦輪增壓器的基本工作原理是利用自動控制渦輪部分有關零件的位置變化，改變通過渦輪的廢氣量。這種技術的適應性較高，提高了燃油的經濟性。

2.5排氣系統微粒捕集技術

微粒捕集器簡稱DPF，是一種減少柴油發動機排氣管微粒物排放量的一種廢氣后處理裝置。這種裝置被放到柴油發動機的排氣系統中，主要工作原理是利用收集器過濾廢氣中的微粒物質，再對其進行進行微粒的氧化處理，進而對補集器進行清洗。

過濾器的反復使用是通過升高過濾器的溫度，對微粒進行燃燒，去除過濾器中的微粒，保證過濾器裝置的循環使用性。

3.總結

綜上所述，文中對目前應用比較廣泛的技術進行了分析，這些新技術在現代柴油發動機的應用上，取得了很好的成果，但是仍需不斷的改進，以提高柴油發動機的工作效率，同時兼顧經濟效益和社會效益。