世界車用柴油機(jī)發(fā)展呈五路并進(jìn)高趨勢(shì)
柴油機(jī)熱效率最高,廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。在車用柴油機(jī)方面,載重車用柴油機(jī)的發(fā)
展較早且比較成熟,而轎車柴油機(jī)由于重量輕(只有100多千克),體積小,轉(zhuǎn)速與功率高
(轉(zhuǎn)速超過4000轉(zhuǎn)/分,功率超過40千瓦/升),因而集中了柴油機(jī)發(fā)展中的高新技術(shù),代表了
車用柴油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。盡管世界各主要汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)公司開發(fā)的新一代柴油機(jī)各有特點(diǎn),但
大體上反映了以下發(fā)展趨勢(shì):
一是直噴式柴油機(jī)的比例不斷提高,采用直噴式柴油機(jī)的缸徑不斷降低。如戴姆勒·克萊
斯勒公司用于SMART車的BENZOM-660機(jī)(D/S=65.5/79毫米,3缸,排量0.8升),大眾的LUPO機(jī)
(D/S=76.5/86.4毫米,3缸,排量1.19升)。
二是采用增壓、中冷與多氣門技術(shù)。柴油機(jī)氣缸內(nèi)能燃燒的燃料量取決于氣缸的充氣量,
為此車用柴油機(jī)上廣泛采用了渦輪增壓與中冷技術(shù)(TAC)。大型船用與機(jī)車柴油機(jī)一直采用4
氣門結(jié)構(gòu),車用柴油機(jī)缸徑大于100毫米以上的均優(yōu)先采用4氣門結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)是除了充分利用氣
缸圓面積增加進(jìn)氣量與實(shí)現(xiàn)可變進(jìn)氣渦輪外,還可以將噴油器垂直中置,使油柱分布均勻,有
利于燃燒過程中的優(yōu)化。對(duì)于缸徑小于100毫米的車用柴油機(jī),有采用4氣門,也有保持2氣門
的。
三是實(shí)現(xiàn)高壓噴射與電控,優(yōu)化噴油規(guī)律,發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力與心臟部件,而噴油系統(tǒng)
又是柴油機(jī)的心臟,目前國外車用柴油機(jī)噴油系統(tǒng)均沿著增加機(jī)械與液壓剛度方向發(fā)展,為滿
足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)(歐III與歐IV標(biāo)準(zhǔn)),噴油壓力不斷提高,目前在傳統(tǒng)的泵管嘴系
統(tǒng)中,噴油壓力已普遍超過1000巴,在新的高壓噴射系統(tǒng)中,噴油壓力已超過1500巴,甚至達(dá)
到2000巴。
四是排氣再循環(huán)(EGR)與排氣后處理技術(shù)(機(jī)外凈化)。實(shí)現(xiàn)排氣再循環(huán)可降低NOX,但
不利于燃油經(jīng)濟(jì)性,若能實(shí)現(xiàn)EGR冷卻與電控,則有利于改善綜合性能。柴油機(jī)的排氣后處理
技術(shù)比汽油機(jī)困難,但是國外在微顆粒過濾及其再生技術(shù)與NOX催化還原技術(shù)方面已取得了長
足的進(jìn)步,可以適應(yīng)未來歐IV排放法規(guī)的要求。
五是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減少摩擦與附件功率損失,提高機(jī)械效率。柴油機(jī)的有效效率等于指
示效率與機(jī)械效率的乘積,因此柴油機(jī)的燃油消耗率也直接受到機(jī)械效率的影響。國外在致力
于完善缸內(nèi)工作過程的同時(shí),也十分重視減少摩擦損失和提高機(jī)械效率的研究。此外,以德國
的MTU公司為代表的部分停缸技術(shù)(CDA)也是一種有效手段。
總之,柴油機(jī)特別是轎車的小型高速直噴式柴油機(jī),是一項(xiàng)集熱、機(jī)、電為一體的綜合系
統(tǒng)與高科技產(chǎn)品。隨著電控技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)的工作也不斷向綜合優(yōu)化與智能化控制方向發(fā)
展,性能不斷改善,應(yīng)用也會(huì)日益廣泛。
目前,我國在載重車上已廣泛采用了柴油機(jī),如一汽集團(tuán)的錫柴與大柴,但是,我國在排
量2升(缸徑在85毫米)以下高速車用柴油機(jī)、特別是轎車柴油機(jī)方面仍是空白,與歐洲和日
本相比情況很不相稱,至于柴油機(jī)的技術(shù)水平方面差距就更大了。因此,積極引進(jìn)與開發(fā)包括
轎車柴油機(jī)在內(nèi)的車用柴油機(jī),乃是我國汽車工業(yè)面臨的一項(xiàng)十分重要而艱巨的任務(wù)。
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