柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、柴油機(jī)技術(shù)開展趨勢(shì)【摘要】隨著世界汽車對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放提出了更高要求和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速開展，柴油機(jī)被公認(rèn)為節(jié)能的代表和減少汽車尾氣排放污染的有力工具，汽車柴油化也是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)開展的一大趨勢(shì)。本文結(jié)合當(dāng)前開展?fàn)顩r，闡述了缸內(nèi)直接噴注技術(shù)和柴油化趨勢(shì)是將來車用發(fā)動(dòng)機(jī)的開展方向?！娟P(guān)鍵詞】車用發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化趨勢(shì)柴油機(jī)的開發(fā)焦點(diǎn)已由傳統(tǒng)的優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性和耐久性逐步轉(zhuǎn)為目前的優(yōu)先考慮環(huán)保的要求，即以優(yōu)先保護(hù)好人類賴以生存的地球環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)去考慮采用何種技術(shù)，去評(píng)價(jià)其先進(jìn)性。優(yōu)先考慮柴油機(jī)排放、噪聲對(duì)環(huán)境的影響問題，與過去相比也有不同，就是在滿足目前對(duì)排氣污染物、顆粒排放及噪聲的限制

2、要求時(shí)，不再以犧牲經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和比質(zhì)量等為代價(jià)，而是在到達(dá)上述目的的同時(shí)使產(chǎn)品具有可競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)價(jià)格。歐洲一些公司近年或稍后將繼續(xù)推出能滿足環(huán)境要求的百公里油耗為3l的柴油機(jī)。當(dāng)前和將來一個(gè)時(shí)期車用柴油機(jī)技術(shù)的開展趨勢(shì)突出表如今如下幾個(gè)方面：一、進(jìn)一步優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，特別重視開發(fā)和選擇噴射系統(tǒng)perkins公司的uadra燃燒室、日野公司的hs燃燒室，小松公司的te燃燒室及五十鈴公司的四角形燃燒室等，都在試驗(yàn)開發(fā)階段，其根本特點(diǎn)是由一個(gè)中央渦流及四周的微渦流使空氣燃料快速而充分地混合，并配合以適宜的燃油噴射系統(tǒng)。目前，噴射系統(tǒng)已進(jìn)入一個(gè)較快的開展時(shí)期，現(xiàn)正在研究開發(fā)ls內(nèi)完成一次噴射，并在有限時(shí)

3、間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已進(jìn)步到160180pa，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已到200pa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預(yù)噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷與轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制合理的噴射規(guī)律和噴油壓力。二、增壓及可變氣門配氣定時(shí)當(dāng)今柴油機(jī)增壓和增壓中冷已成為標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化與小型化，為了降低車輛油耗，進(jìn)步車輛裝載效率，必須繼續(xù)進(jìn)步增壓比及增壓器效率。在進(jìn)一步進(jìn)步大負(fù)荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時(shí)可以減少顆粒排放，同時(shí)通過稀燃化，減少熱損失，進(jìn)步循環(huán)效率，進(jìn)而同時(shí)降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個(gè)增壓器的復(fù)合系統(tǒng)已成為可能。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。目前，在小缸

4、徑柴油機(jī)上4氣門和噴油嘴垂直中置技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進(jìn)一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時(shí)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的氣門升程和定時(shí)得到最正確優(yōu)化。三、全電子優(yōu)化控制如前所述，目前對(duì)燃油噴射時(shí)間、噴射量、慣性增壓、增壓器、進(jìn)氣渦流及廢氣再循環(huán)(egr)等都能實(shí)現(xiàn)電子優(yōu)化的可變控制，從而對(duì)降低排放、減少油耗、進(jìn)步輸出功率和啟動(dòng)性能等有很大作用；但是，這些控制中的多半內(nèi)容，如egr、自動(dòng)診斷等，還有很多技術(shù)不夠完善，有待進(jìn)一步研究和開發(fā)，今后還將繼續(xù)開發(fā)其它方面的電子可變控制機(jī)構(gòu)，尤其是與整車相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合化的全電子控制系統(tǒng)。四、排氣后處理技術(shù)柴油機(jī)能否像

5、汽油機(jī)那樣使用催化劑大幅度減少排放，尤其是nx，這是柴油機(jī)研制者一直追求的目的。日美歐現(xiàn)都在對(duì)此進(jìn)展研究，日本有關(guān)大學(xué)、研究所和廠家正在對(duì)沸石鎂及氧化鋁的催化劑上用復(fù)原劑進(jìn)展nx復(fù)原試驗(yàn)，美國(guó)福特等公司也正在對(duì)催化復(fù)原系統(tǒng)(sr)及denx，催化器兩種nx復(fù)原系統(tǒng)進(jìn)展研究。sr技術(shù)是利用氮氧化物有選擇地與存在于廢氣中的或噴入的反響劑反響，利用一個(gè)催化器降低nx排放，排出生成的氧氣。復(fù)原反響劑可以是在柴油機(jī)廢氣中的h化合物或是由附加油箱直接噴入廢氣流中的物質(zhì)，如氨等。與sr技術(shù)相比，denx催化技術(shù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無有害生成物，目前認(rèn)為最具開展?jié)摿Αenx催化技術(shù)主要是將nx催化熱裂變?yōu)閚2和2,目

6、前的問題是廢氣在催化器中停留時(shí)，催化器效率不高，因此帶來轉(zhuǎn)化復(fù)原效率也受到很大限制。為減少顆粒排放而研制的各種“柴油機(jī)顆粒搜集器或稱過濾器(def)，雖然不少產(chǎn)品已在歐洲轎車柴油機(jī)上裝車使用，但由于def的耐久性差且過濾器的再生問題也沒有徹底解決，因此，該項(xiàng)技術(shù)也正在進(jìn)一步改進(jìn)和開展中。五、改進(jìn)燃料燃料性能的改進(jìn)，對(duì)減少排放起到很大作用，日本繼美歐之后，從1997年開始把輕油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度減少排放顆粒中的硫酸鹽，同時(shí)減少egr造成的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的腐蝕磨耗及催化劑中毒；進(jìn)一步減少硫含量，進(jìn)步十六烷值，可進(jìn)一步降低nx。減少芳香烴，尤其是減少3環(huán)以上的芳香族成分，可減少排放

7、顆粒中的硫化物、降低90%的蒸餾溫度、改進(jìn)點(diǎn)火性能；通過使用含氧燃料或添加劑，可降低黑煙顆粒。為了適應(yīng)低硫化及噴射壓力的大大增加，確保燃油噴射裝置的光滑性，人們對(duì)燃料的改進(jìn)開發(fā)寄予了很大期望。六、代用燃料隨著世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，尋找一種更清潔的替代石油的原料已勢(shì)在必行。經(jīng)過多年的研究試驗(yàn)，目前公認(rèn)天然氣是21世紀(jì)的首選替代燃料。美國(guó)一些學(xué)者認(rèn)為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車是與電動(dòng)車相媲美的清潔能源動(dòng)力車。日本研究說明，天然氣汽車在環(huán)境保護(hù)、石油燃料替代及實(shí)用性等方面有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。近年來，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、包括柴油與天然氣的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)開展很快，目前，全世界有幾百萬輛天然氣或雙燃料汽車在運(yùn)行，預(yù)計(jì)到2022年，全球?qū)⒂?/3的國(guó)家使用天然氣汽車。正如人類本世紀(jì)初從固體燃料向液體燃料過渡一樣，如今已開始從液體燃料向氣體燃料過渡，從而將進(jìn)步整個(gè)能源系統(tǒng)的效率和清潔性。參考文獻(xiàn)：1馬成權(quán)，鄒吉平.缸內(nèi)噴注技術(shù)將來汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主流.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，41.2汪衛(wèi)東.車用柴油機(jī)的技術(shù)及開展方向.汽車技術(shù)，2022，2.3楊靖.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)開展中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí).安徽工學(xué)院學(xué)報(bào)(增刊)，1994.4何林華.車用