柴油機(jī)發(fā)展史

1、柴油機(jī)發(fā)展史相關(guān)詞條 ? ? ? ?柴油發(fā)動機(jī)開放分類： 發(fā)動機(jī)、汽車、機(jī)械、目錄零件、柴油柴油發(fā)動機(jī)概述柴油發(fā)動機(jī)是燃燒柴油來獲取能量釋放的發(fā)動機(jī)。它是由德國發(fā)明家魯?shù)婪虻胰麪? RudolfDiesel )于1892年發(fā)明的，為了紀(jì)念這位發(fā)明家，柴油就是用他的姓Diesel 來表示，而柴油發(fā)動機(jī)也稱為狄塞爾發(fā)動機(jī)。柴油發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是功率大、經(jīng)濟(jì)性能好。柴油發(fā)動機(jī)的工作過程與汽油發(fā)動機(jī)有許 多相同的地方，每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。不同之處主要是，

2、柴油發(fā)動機(jī)氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點(diǎn)燃的。柴油發(fā)動機(jī)工作時進(jìn)入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點(diǎn)時，在 500- 700，壓力40 50個大氣壓?；钊咏现裹c(diǎn)時，發(fā)動機(jī)上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油，柴油形成細(xì)微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，柴油混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產(chǎn)生爆發(fā)力，推動活塞下行做功。此時的溫度可1900-2000oC ，壓力可達(dá)60-100 個大氣壓，功率很大，所以，柴油發(fā)動機(jī)廣泛的應(yīng)用于大型柴油汽車上。而柴油機(jī)在節(jié)能與二氧化碳排放方面的優(yōu)勢，則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機(jī)無法取代的，因此，先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動機(jī)，其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲 III 號的標(biāo)準(zhǔn)，成為“

3、綠色發(fā)動機(jī)”，目前已經(jīng)成為歐美許多新轎車的動力裝置。柴油機(jī)特點(diǎn)傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)：熱效率和經(jīng)濟(jì)性較好，柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃燃點(diǎn)，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點(diǎn)火燃燒。因此，柴油發(fā)動機(jī)無需點(diǎn)火系。同時，柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也相對簡單，因此柴油發(fā)動機(jī)的可靠性要比汽油發(fā)動機(jī)的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油機(jī)壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟(jì)性都要好于汽油機(jī)，同時在相同功率的情況下，柴油機(jī)的扭矩大，最大功率時的轉(zhuǎn)速低，適合于載貨汽車的使用。但柴油機(jī)由于工作壓力大，要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，所以柴油機(jī)比較笨重，體積較大；柴油機(jī)的

4、噴油泵與噴嘴制造精度要求高，所以成本較高；另外，柴油機(jī)工作粗暴，振動噪聲大；柴油不易蒸發(fā)，冬季冷車時起動困難。由于上述特點(diǎn)，以前柴油發(fā)動機(jī)一般用于大、中型載重貨車上。小型高速柴油發(fā)動機(jī)的新發(fā)展：排放已經(jīng)達(dá)到歐洲 III 號的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)上，柴油發(fā)動機(jī)由于比較笨重，升功率指標(biāo)不如汽油機(jī)（轉(zhuǎn)速較低），噪聲、振動較高，炭煙與顆粒（PM）排放比較嚴(yán)重，所以一直以來很少受到轎車的青睞。但隨著近年來柴油機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，特別是小型高速柴油發(fā)動機(jī)的新發(fā)展，一批先進(jìn)的技術(shù)，例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術(shù)得以在小型柴油發(fā)動機(jī)上應(yīng)用，使原來柴油發(fā)動機(jī)存在的缺點(diǎn)得到了較好的解決，而柴油機(jī)在節(jié)能與CO2#放方面的

5、優(yōu)勢，則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機(jī)無法取代的，因此，先進(jìn)的小型高速柴油發(fā)動機(jī)，其排放已經(jīng)達(dá)到歐洲 III 號的標(biāo)準(zhǔn)，成為“綠色發(fā)動機(jī)”，目前已經(jīng)成為歐美許多新轎車的動力裝置，可以預(yù)見，我國將出現(xiàn)越來越多的柴油轎車。 柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別汽油發(fā)動機(jī)一般將汽油噴入進(jìn)氣管同空氣混合成為可燃混合氣再進(jìn)入汽缸，經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒膨脹作功。人們通常稱它為點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)。而柴油機(jī)一般是通過噴油泵和噴油咀將柴油直接噴入發(fā)動機(jī)氣缸，和在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后的空氣均勻混合，在高溫、高壓下自燃，推動活塞作功。人們把這種發(fā)動機(jī)通常稱之為壓燃式發(fā)動機(jī)。汽油機(jī)汽車具有轉(zhuǎn)速高（轎車用汽油機(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)5000 6000 轉(zhuǎn)/ 分

6、，貨車用汽油機(jī)達(dá) 4000 轉(zhuǎn)/分左右）質(zhì)量輕、工作時噪聲小、起動容易、制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，故在轎車和中、小型貨車及軍用越野車上得到廣泛應(yīng)用。其不足之處是燃油消耗較高，因而燃油經(jīng)濟(jì)性較差。柴油機(jī)汽車因壓縮比高，燃油消耗平均比汽油機(jī)汽車低30%左右，所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好。如最近上市的一汽大眾生產(chǎn)的 TDI1。 7 升柴油轎車比 1。 6 升汽油轎車每百公里可節(jié)約 2 升油。一般貨車大都采用柴油機(jī)。柴油機(jī)的弱點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較汽油機(jī)低（一般最高轉(zhuǎn)速在25003000 轉(zhuǎn)/ 分左右）、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高（因?yàn)閲娪捅煤蛧娪推骷庸ぞ纫蟾撸?。但目前柴油機(jī)的這些弱點(diǎn)正在逐漸得到克服，它的應(yīng)用范圍正在向中

7、、輕型貨車擴(kuò)展。國外柴油轎車也有很快的發(fā)展，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000 轉(zhuǎn)/ 分。通常，柴油發(fā)動機(jī)與汽油發(fā)動機(jī)相比熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機(jī)轎車的推廣使用具有重大意義。柴油發(fā)動機(jī)與汽油發(fā)動機(jī)相比具有功率大，壽命長，動力性能好的特點(diǎn)，它排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比汽油低45%，一氧化碳與碳?xì)渑欧乓驳停谡嚨氖褂脡勖诘趸衔锱欧怕源笥谄蜋C(jī)。柴油機(jī)的不足之處是有害顆粒物排放大。近年來，柴油發(fā)動機(jī)采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進(jìn)技術(shù)，柴油發(fā)動機(jī)汽車的排放已達(dá)到歐III 、歐 IV 排放標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲，柴油轎車比較普及，隨著環(huán)保與節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)

8、格要求，今后汽車，特別是柴油小轎車將是一個發(fā)展趨勢。目前我國一汽大眾已經(jīng)開發(fā)出捷達(dá)、寶來柴油轎車，并已在國內(nèi)部分城市上市。汽車在一定的使用條件下，以最小的燃料消耗量完成單位運(yùn)輸工作的能力稱為汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性。汽車燃料經(jīng)濟(jì)性是汽車的主要使用性能之一。通常，燃料的消耗費(fèi)用占到汽車運(yùn)行費(fèi)用的37%左右。影響汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的主要因素有：從汽車本身講，首先要提高發(fā)動機(jī)的熱效率、進(jìn)氣效率和降低摩擦損失。其次要減少車身重量，減少空氣阻力，減少車輪的滾動阻力。第三，提高傳動效率，合理匹配變速比。從使用方面講，不同等級的路面跑起來耗油不同。交通擁擠、堵塞嚴(yán)重的狀況與暢通行駛的耗油完全不同。風(fēng)、雨、氣候變化對汽車

9、的耗油量都有影響。駕駛者的技術(shù)對耗油水平也有很重要的作用。影響汽車燃料油經(jīng)濟(jì)性的因素十分多，其中最主要的還是汽車發(fā)動機(jī)本身。美國與柴油機(jī)柴油發(fā)動機(jī)不僅在CO2的排放上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先汽油發(fā)動機(jī)，而且在不久的將來燃料中的含硫量也將少于汽油發(fā)動機(jī)。一直以來，汽車尾氣都被認(rèn)為是引發(fā)溫室效應(yīng)的重要原因之一。而美國和中國則被認(rèn)為是CO2放量最大的兩個國家。據(jù)調(diào)查， 2019 年歐洲汽車市場上有將近一半新車使用的都是新型的綠色柴油機(jī)。而在美國路上行駛的汽車中，卻只有1%使用的是柴油發(fā)動機(jī)。原因很簡單，美國消費(fèi)者擁有世界上最低的汽油價格。但是現(xiàn)在美國本土市場的汽油價格接近于歷史同期的最高水平，這就使得美國消費(fèi)者

10、不得不轉(zhuǎn)而去關(guān)注那些能為他們省錢的經(jīng)濟(jì)型轎車。兩年前，在美國的汽車市場上只有兩款車使用的是柴油發(fā)動機(jī)。而今天隨著汽油價格的不斷上漲，已經(jīng)有13 款柴油車出現(xiàn)在美國的汽車市場，而到了 2019 年又將有 6 款新車上市。屆時使用柴油發(fā)動機(jī)的汽車種類將達(dá)到近20 種。布什總統(tǒng)關(guān)于柴油發(fā)動機(jī)文件的簽署為今后柴油車指明了前進(jìn)的方向。美國的政策制定者和消費(fèi)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)柴油車是一個不錯的選擇。對于中國來說柴油車同樣是一個不錯的選擇。在市場機(jī)制條件下，使用柴油發(fā)動機(jī)的汽車將會擁有更廣闊的前景。 柴油發(fā)動機(jī)歷史1905 年，德國的狄塞爾發(fā)明柴油機(jī)；1976 年，德國大眾首先在高爾夫轎車上采用柴油發(fā)動機(jī)；1989

11、 年，德國大眾高爾夫柴油車獲得“低排放車”的稱號；1990 年，德國大眾首次推出增壓、直噴柴油機(jī)，德國大眾在柴油動力技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上一直走在世界的前沿；1993 年，開發(fā)出四缸渦輪增壓直噴柴油發(fā)動機(jī)（ TDI ）；1995 年，開發(fā)出自然吸氣式直噴（ SDI ）柴油發(fā)動機(jī)；1995 年，開發(fā)出變截面渦輪增壓器；1998 年，開發(fā)出泵噴嘴技術(shù)；1999 年，開發(fā)出 3 升路波轎車柴油動力是未來的主流技術(shù)。未來的柴油動力將創(chuàng)造一個光輝燦爛的新經(jīng)濟(jì)時代，德國大眾一升轎車的出世令整個世界震驚，這種柴油概念轎車的百公里油耗實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)記錄的 0 。 99 升 世界上最省油的轎車。發(fā)動機(jī)采用鋁制自然吸氣式單

12、缸柴油機(jī)，采用了先進(jìn)的高壓直接噴射技術(shù)，排量為0。 3 升；2002 年，一汽 - 大眾率先將捷達(dá)SDI 轎車投放中國市場；2019 年，一汽 - 大眾引入 TDI 技術(shù)，領(lǐng)路中國汽車新動力時代。柴油發(fā)動機(jī)的工作原理柴油發(fā)動機(jī)的工作過程其實(shí)跟汽油發(fā)動機(jī)一樣的，每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣。在壓縮行程接近終了時，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到 10MPa 以上，通過噴油器噴入氣缸，在很短時間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混

13、合氣。由于柴油機(jī)壓縮比高（一般為 16-22 ），所以壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá) 3。 5-4 。 5MPa ，同時溫度高達(dá)750-1000K （而汽油機(jī)在此時的混合氣壓力會為0。 6-12MPa ，溫度達(dá) 600-700K ），大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后，在很短時間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到 6-9MPa ，溫度也升到 2000-2500K 。在高壓氣體推動下，活塞向下運(yùn)動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，廢氣同樣經(jīng)排氣管排入大氣中。普通柴油機(jī)的是由發(fā)動機(jī)凸輪軸驅(qū)動，借助于高壓油泵將柴油輸送到各缸燃油室。這種供油方式要隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，做不到各種

14、轉(zhuǎn)速下的最佳供油量。而現(xiàn)在已經(jīng)愈來愈普遍采用的電控柴油機(jī)的共軌噴射式系統(tǒng)可以較好解決了這個問題。共軌噴射式供油系統(tǒng)由高壓油泵、公共供油管、噴油器、電控單元（ ECU ）和一些管道壓力傳感器組成，系統(tǒng)中的每一個噴油器通過各自的高壓油管與公共供油管相連，公共供油管對噴油器起到液力蓄壓作用。工作時，高壓油泵以高壓將燃油輸送到公共供油管，高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成閉環(huán)工作，對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，徹底改變了供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的現(xiàn)象。其主要特點(diǎn)有以下三個方面：、噴油正時與燃油計量完全分開，噴油壓力和噴油過程由ECU適時控制。、可依據(jù)發(fā)動機(jī)工作狀況去調(diào)整各缸噴油壓力，噴油始點(diǎn)、持續(xù)時

15、間，從而追求噴油的最佳控制點(diǎn)。、能實(shí)現(xiàn)很高的噴油壓力，并能實(shí)現(xiàn)柴油的預(yù)噴射。相比起汽油機(jī)，柴油機(jī)具有燃油消耗率低（平均比汽油機(jī)低30），而且柴油價格較低，所以燃油經(jīng)濟(jì)性較好；同時柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速一般比汽油機(jī)來得低，扭距要比汽油機(jī)大，但其質(zhì)量大、工作時噪音大，制造和維護(hù)費(fèi)用高，同時排放也比汽油機(jī)差。但隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，柴油機(jī)的這些缺點(diǎn)正逐漸的被克服，現(xiàn)在的不是高級轎車都已經(jīng)開始使用柴油發(fā)動機(jī)了。柴油發(fā)動機(jī)傳感器 美國德爾福宣布開發(fā)出了可更準(zhǔn)確檢測出機(jī)油狀態(tài)的柴油發(fā)動機(jī)機(jī)油傳感器。該傳感器通過檢測機(jī)油的狀態(tài)來確定機(jī)油更換時間，比根據(jù)行駛周期進(jìn)行推算，可大幅度延長更換機(jī)油和過濾器的時間間隔。新傳感器除

16、測定原來的粘度和介電率外，還測定煤煙含量和燃料對機(jī)油的稀釋度，從而能更準(zhǔn)確地檢測出機(jī)油狀態(tài)。將于 2019 年開始面向卡車廠由于柴油發(fā)動機(jī)引擎控制使用多個后噴射的情況增多，經(jīng)由活塞環(huán)摻入機(jī)油而稀釋機(jī)油的燃料量不斷增加，這樣很容易降低機(jī)油的潤滑性和粘度。另外，煤煙通過EGR （排氣再循環(huán)）混入機(jī)油的量增加，導(dǎo)致添加劑效果降低、機(jī)油粘度升高。由于只測定粘度，容易受這兩個相反因素的影響，難以準(zhǔn)確掌握機(jī)油的惡化程度。燃料對機(jī)油的稀釋度，可通過改進(jìn)過的粘度測定系統(tǒng)根據(jù)對流時間進(jìn)行測定。另一方面，煤煙的含有量可通過檢測出的介電率變化進(jìn)行推算。該傳感器可測定機(jī)油溫度和機(jī)油量，設(shè)想安裝于機(jī)油箱底殼或引擎體上，

17、外形設(shè)計為小尺寸。該傳感器除可用于商用卡車柴油發(fā)動機(jī)外，還可用于大型SUV 和皮卡車等輕型車柴油發(fā)動機(jī)以及工業(yè)用柴油發(fā)動機(jī)等。柴油機(jī)新技術(shù)笨重、噪音大、噴黑煙，令許多人對柴油機(jī)的直觀印象不佳，經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻?，F(xiàn)代柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），而柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)負(fù)荷的大小。柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)由傳感器、 ECU （控制單元）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任

18、務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運(yùn)行工況的實(shí)時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時檢測的參數(shù)同步輸入計算機(jī)，與ECU 巳儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計算按照最佳值對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。為了使負(fù)荷調(diào)節(jié)更加精確，產(chǎn)生了共軌技術(shù)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng)。高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。柴油機(jī)的渦輪增壓器已作過介紹。至于增壓中冷技術(shù)就是當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門流至汽缸燃燒

19、室。有效的中冷技術(shù)可使增壓溫度下降到 50以下，有助于減少廢氣的排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性。目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍，奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。笨重、噪音大、噴黑煙，令許多人對柴油機(jī)的直觀印象不佳，加上柴油機(jī)的構(gòu)造比較復(fù)雜，不少人對柴油機(jī)缺乏了解，尤其對現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)缺乏了解，因此柴油機(jī)汽車在一些城市成了“被限制的對象”，受到種種歧視。其實(shí)經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻?，F(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日

20、益普遍，奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出的大小，而柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門拉桿位置）來決定的。因此，基本工作原理是計算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號，首先計算出基本噴油量，然后根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等傳感器的信號進(jìn)行修正，再與來自控制套位置傳感器的信號進(jìn)行反饋修正，確定最佳噴油量的。電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、 ECU （計算機(jī)）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)

21、行電子控制，實(shí)現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運(yùn)行工況的實(shí)時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時檢測的參數(shù)同步輸入計算機(jī)，與巳儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。柴油機(jī)共軌技術(shù)共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和 ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng)。高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。在汽車柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒，實(shí)驗(yàn)證明，在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮

22、性和高壓油管中柴油的壓力波動，使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象，由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳?xì)浠衔铮?HC ）的排放量，油耗增加。此外，每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化，隨之引起不穩(wěn)定的噴射，尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象，嚴(yán)重時不僅噴油不均勻，而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(jī)這個燃油壓力變化的缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為“共軌”的技術(shù)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和 ECU 組成的閉

23、環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。 ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。柴油機(jī)的渦輪增壓器已作過介紹。至于增壓中冷技術(shù)就是當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門流至汽缸燃燒室。有效的中冷技術(shù)可使增壓溫度下降到50以下，有助于減少廢氣的排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性。柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)明者柴油用英文表示為Di

24、esel ,這是為了紀(jì)念柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)明者一一魯?shù)婪虻胰麪枺≧udolfDiesel ）。 狄塞爾生于1858年，德國人，畢業(yè)于墨尼黑工業(yè)大學(xué)。 1879年，狄塞爾大學(xué)畢業(yè)，當(dāng)上了一名冷藏專業(yè)工程師。在工作中狄塞爾深感當(dāng)時的蒸氣機(jī)效率極低，萌發(fā)了設(shè)計新型發(fā)動機(jī)的念頭。在積蓄了一些資金后，狄塞爾辭去了制冷工程師的職務(wù)，自己開辦了一家發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室。針對蒸汽機(jī)效率低的弱點(diǎn)，狄塞爾專注于開發(fā)高效率的內(nèi)燃機(jī)。 19 世紀(jì)末，石油產(chǎn)品在歐洲極為罕見，于是狄塞爾決定選用植物油來解決機(jī)器的燃料問題(他用于實(shí)驗(yàn)的是花生油)。因?yàn)橹参镉忘c(diǎn)火性能不佳，無法套用奧托內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)。狄塞爾決定另起爐灶，提高內(nèi)燃機(jī)的壓縮比

25、，利用壓縮產(chǎn)生的高溫高壓點(diǎn)燃油料。后來，這種壓燃式發(fā)動機(jī)循環(huán)便被稱為狄塞爾循環(huán)。像所有偉大的發(fā)明家一樣，狄塞爾的前進(jìn)道路上困難重重。實(shí)驗(yàn)證明，植物油燃燒不穩(wěn)定，成本也太高，難以承擔(dān)狄塞爾的“重任”。好在當(dāng)時石油制品在歐洲逐漸普及，狄塞爾選擇了本來用于取暖的重餾分燃油柴油作為機(jī)器的燃料。壓燃式發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度始終是個難題。一次實(shí)驗(yàn)中，汽缸上的零件象炮彈碎片一樣四處飛散，差點(diǎn)兒造成人員傷亡。實(shí)驗(yàn)不順利，狄塞爾的資金也漸漸耗盡。他不得不回到制冷機(jī)工廠謀生。但狄塞爾沒有向困難屈服，他利用業(yè)余時間繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，一步步完善自己的機(jī)器。1892 年，狄塞爾終于研發(fā)出一臺實(shí)用的柴油動力壓燃式發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)功率

26、大，油耗低，可使用劣質(zhì)燃油，顯示出輝煌的發(fā)展前景。狄塞爾隨即投入到柴油機(jī)生產(chǎn)的商業(yè)冒險中。不幸的是，作為優(yōu)秀的工程師，狄塞爾缺乏商業(yè)頭腦。他在經(jīng)濟(jì)上漸漸陷入困境。1913 年狄塞爾已處于破產(chǎn)的邊緣。這一年夏天，狄塞爾在乘坐英吉利海峽的渡輪時，突然失蹤，據(jù)認(rèn)為是投海自殺。但狄塞爾發(fā)明的柴油機(jī)，在汽車、船舶和整個工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的發(fā)展。柴油發(fā)動機(jī)的歷史如果用最簡單方式看待歷史，那么組成歷史的僅僅包括年代、人名、故事三個要素。雖然時間跨度沖淡他的年代和故事，但他應(yīng)該感到欣慰，因?yàn)橹辽偎拿值靡粤鱾?。魯?shù)婪虻屹悹?Rudofl Diesel) 一個永遠(yuǎn)不會被忘卻的名字。命運(yùn)多篤的發(fā)明家在科學(xué)史

27、上，人們總是會對那種無心插柳卻一舉成功的故事津津樂道，比如倫琴射線、青霉素、宇宙微波背景輻射等等。當(dāng)然能有上述的成就固然可敬，但還有一種同樣可敬的人：他們在有生之年不斷探索，但成就卻不被世人承認(rèn)，直到多年之后他們的成就才發(fā)揚(yáng)光大。柴油機(jī)的發(fā)明者魯?shù)婪? 狄賽爾就是這樣的一個人。狄賽爾 1858 年出生在法國巴黎，他的父親是德國奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后，狄賽爾進(jìn)入了德國的慕尼黑技術(shù)大學(xué)攻讀。就在他讀大學(xué)期間的 1876 年，德國人奧托研制成功了第一臺 4 沖程煤氣發(fā)動機(jī)，這是法國技師羅夏內(nèi)燃機(jī)理論第一次得到實(shí)際運(yùn)用。這一成就鼓舞了當(dāng)時從事機(jī)械動力研究的許多工程師，這其中既包括后來汽車的

28、發(fā)明者卡爾奔馳和戈特利普戴姆勒，也包括對機(jī)器動力十分有興趣的年輕人狄賽爾。與致力于改造奧托發(fā)動機(jī)的奔馳和戴姆勒不同，狄賽爾的想法更為超前，他想完全舍去發(fā)動機(jī)中的點(diǎn)火系統(tǒng)，靠壓縮空氣發(fā)熱，噴入燃料后自燃做功，這種方式完全區(qū)別于吸入燃?xì)饣旌蠚恻c(diǎn)燃做功的方式，后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內(nèi)燃機(jī)”原理。當(dāng)然狄賽爾產(chǎn)生這樣的設(shè)想也并不是空穴來風(fēng)，因?yàn)楫?dāng)時并沒有發(fā)明分電器和高壓點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火裝置非常簡陋和不穩(wěn)定，狄賽爾想跳過這個技術(shù)障礙完全是可以理解的。不久，他在法國人約瑟夫莫勒特(Joseph Mollet)發(fā)明的氣動打火機(jī)上找到了靈感，并堅持不懈的探索下去。狄賽爾沒有料到，他的想法實(shí)現(xiàn)起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)比發(fā)明點(diǎn)

29、火系統(tǒng)復(fù)雜的多，他所遇到的第一個就是燃料問題。常用的汽油非常活躍，也非常容易點(diǎn)燃，但汽油卻不能適應(yīng)有很高的壓縮比的壓燃式發(fā)動機(jī)，一旦把汽油霧化噴入含有高溫、高壓空氣的燃燒室，就會發(fā)生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的，狄賽爾創(chuàng)造性把他的目標(biāo)指向了植物油。經(jīng)過一系列試驗(yàn)，對于植物油的嘗試也失敗了，但他是第一個把植物油料引入內(nèi)燃機(jī)的人，因而近現(xiàn)代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。最終燃料選擇鎖定在了石油裂解產(chǎn)物中一直未被重視的柴油上。柴油相對于汽油來說性質(zhì)非常穩(wěn)定，比較難于點(diǎn)燃，同時柴油一旦點(diǎn)燃會冒出大量的黑煙，因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內(nèi)燃機(jī)，在壓縮

30、比非常高的情況下柴油也不會出現(xiàn)爆震，這正是狄賽爾所需要的。經(jīng)過近20 年的潛心研究，狄賽爾終于在 1892 年試制成了第一臺壓燃式內(nèi)燃機(jī)，也就是柴油機(jī)。這臺柴油機(jī)用汽缸吸入純空氣，再用活塞強(qiáng)力壓縮，使空氣體積縮小到 15 倍左右，溫度上升到500 700 度，然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸，與缸中高溫純空氣混合，由于汽缸這是已經(jīng)有了較高的溫度，因而柴油噴入后自行燃燒做功。 1892 年 2 月 27 日，狄賽爾取得了此項(xiàng)技術(shù)的專利。柴油機(jī)的最大特點(diǎn)是省油，熱效率高，但狄賽爾最初試制的柴油機(jī)卻很不穩(wěn)定， 1894年，狄賽爾改進(jìn)了柴油機(jī)并使其能運(yùn)行1 分鐘左右，盡管他的柴油機(jī)還并不穩(wěn)定，但狄賽爾

31、卻迫不及待的把它投入了商業(yè)生產(chǎn)，因?yàn)樗母偁帉κ衷缭?886 年就把汽油機(jī)安裝車輛上，而 8 年之后，汽油機(jī)汽車已經(jīng)投入了商業(yè)運(yùn)作。這位只了解技術(shù)并不了解商業(yè)運(yùn)作的發(fā)明家犯下了一生中最大的一次錯誤，他急于推向市場的 20 臺柴油機(jī)由于技術(shù)不過關(guān)，紛紛遭到了退貨，這不但給了他巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更重要是影響了柴油機(jī)在公眾的印象，在隨后的幾年里幾乎沒有廠家或個人樂意裝配柴油機(jī)。沒有了資金來源又負(fù)債累累，這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。 1913 年 10 月 29 日， 55 歲的狄賽爾獨(dú)自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上，被巨浪卷入了大海（ 多數(shù)歷史學(xué)家認(rèn)為狄賽爾是跳海自盡的 ） 。為了紀(jì)念

32、狄賽爾，人們把柴油發(fā)動機(jī)命名為 Diesel 。東方不亮西方亮狄賽爾做夢都想看到自己的發(fā)明能大規(guī)模裝載在汽車上，但他致死都沒有看到這一天?？陀^的講，狄賽爾的柴油機(jī)確實(shí)存在著不少缺陷，其中最大的問題就是重量。由于柴油機(jī)汽缸壓力比汽油機(jī)高很多，因而柴油機(jī)的缸體要比汽油機(jī)粗壯許多，同時早期的柴油機(jī)為壓縮空氣使用的空氣壓縮機(jī)質(zhì)量也非常巨大，這就使得柴油機(jī)整體上十分笨重，極不適應(yīng)當(dāng)時骨架還很嬌小的汽車。但柴油機(jī)擁有汽油機(jī)不可比擬的扭矩優(yōu)勢，在功率相同時柴油機(jī)又擁有很大燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，這就讓人們并沒有放棄它。1924 年，美國的康明斯公司正式采用了泵噴油器，這一發(fā)明有效地降低了柴油機(jī)的質(zhì)量，同年在柏林汽車

33、展覽上MAN公司展示了一臺裝備柴油機(jī)的卡車，這是第一臺裝有柴油機(jī)的汽車。不久以后，博世公司開始正式生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)泵噴油器，正是由于柱塞泵的普及，為柴油機(jī)安裝在汽車上提供了基礎(chǔ)。 1936 年，奔馳公司生產(chǎn)出了第一臺柴油機(jī)轎車260D ，這時距狄賽爾去世已經(jīng) 23 年。盡管 30 年代已經(jīng)有轎車安裝了柴油機(jī)，但真正為柴油機(jī)提供發(fā)揮舞臺的還是重型機(jī)械和裝甲車輛。二戰(zhàn)中，美國的舒爾曼坦克和德國虎式坦克都使用汽油機(jī)，虎式坦克以其強(qiáng)大的火力和厚重的裝甲占得了上風(fēng)，美軍只能拿數(shù)量來扯平。但在蘇聯(lián)戰(zhàn)場，蘇軍的 T-34 坦克的火力和裝甲雖也不及虎式坦克，但T-34 使用柴油發(fā)動機(jī)，他在中彈后不易起火，這樣就大大提

34、高了戰(zhàn)場生存能力。戰(zhàn)后，各國汲取了戰(zhàn)爭中的教訓(xùn)，都自己的坦克換裝成了柴油發(fā)動機(jī)。20 世紀(jì) 50 年代以后，兩大陣營在坦克功率方面進(jìn)行了不斷的軍備競賽，這無形中大大加速了柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展。人們知道噴油壓力直接影響著柴油機(jī)的功率和扭矩，因而世界各大柴油機(jī)制造公司都在拼命提高柴油機(jī)的噴油壓力，在這個時期，康明斯公司研制成功完全不同于柱塞泵的 PT 噴油系統(tǒng)，從而大規(guī)模的提高了噴油壓力。得償夙愿如果說柴油機(jī)在重型機(jī)械上得到應(yīng)用是狄賽爾的無心插柳，那么電控技術(shù)使柴油機(jī)回到了轎車領(lǐng)域才真正讓狄賽爾得償夙愿。如果想把柴油機(jī)引入轎車領(lǐng)域，那么必須解決柴油的排放和振動問題。實(shí)際上，柴油機(jī)排氣中CO和HC比汽油

35、機(jī)少得多，NOx排放量與汽油機(jī)相近，只是排氣微粒較多，這與柴油機(jī)燃燒機(jī)理有關(guān)。柴油機(jī)是一種非均質(zhì)燃燒，混合氣形成時間很短，而且混合氣形成與燃燒過程交錯在一起。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：柴油機(jī)噴油規(guī)律，噴入燃料的霧化質(zhì)量，氣缸內(nèi)氣體的流動以及燃燒室形狀等均直接影響燃燒過程的進(jìn)展以及有害排放物的生成。除了靠提高噴油壓力和柴油霧化效果來改善排放，使用預(yù)噴射也是行之有效的方法。預(yù)噴射就是在主噴射之前的某一時刻精確的噴入約為 1-2 毫升的預(yù)噴油量，從而使燃燒室被加熱，縮短了隨后進(jìn)行的主噴射的著火延遲期。于是溫度與壓力上升減緩，降低了燃燒噪聲水平和 NOx 。 70 年代以后，博世公司把電控汽油機(jī)噴射技術(shù)引用回柴油

36、機(jī)，從而讓柴油機(jī)的發(fā)展和使用進(jìn)入了一個新紀(jì)元。最先出現(xiàn)的電控噴油泵技術(shù)，而后又發(fā)展出了電控泵噴嘴技術(shù)和高壓共軌噴射技術(shù)，后兩種技術(shù)是現(xiàn)在最主要的柴油機(jī)電控噴射技術(shù)。其中，電控泵噴嘴技術(shù)的噴油壓力非常高，可以達(dá)到 2050bar ，并且泵和噴嘴裝在一起，所以只需要很短的高壓油引導(dǎo)部分，泵噴嘴系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)很小的預(yù)噴量，其噴油特性是三角形的，并采用了分段式預(yù)噴射，這是很符合發(fā)動機(jī)的要求（大眾公司的 TDI 發(fā)動機(jī)就是使用這種技術(shù)） 。但電控泵噴嘴技術(shù)的噴油壓力受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速影響，使用蓄壓系統(tǒng)的高壓共軌技術(shù)可以解決這個問題，但它的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng)，能達(dá)到 1600bar ，有些公司看中了它對任意

37、缸數(shù)的發(fā)動機(jī)噴油壓力調(diào)節(jié)很寬泛的特點(diǎn)，對其大加采用 （ 最早使用高壓共軌的轎車是阿爾法羅密歐156 和奔馳 C 級別車 ） 。話說到這里，柴油機(jī)話題快告一段落了，但柴油機(jī)的故事肯定還沒有講完，因?yàn)槿藗冊絹碓桨l(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的無窮魅力：高扭矩、高壽命、低油耗、低排放，柴油機(jī)成為解決汽車能源問題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。狄賽爾肯定沒有想到當(dāng)年他那個沒人問津的丑小鴨，現(xiàn)在 100%的重型車和近30%的乘用車都在使用。但可以讓狄賽爾感到欣慰的是，每當(dāng)打開這些車的發(fā)動機(jī)蓋，都會看見一個名字 Diesel 。柴油發(fā)動機(jī)的保養(yǎng)要延長柴油機(jī)的使用壽命，在使用過程中，就要加強(qiáng)空氣濾清器、潤滑油濾清器和燃油濾清器這三種濾清

38、器的保養(yǎng)，充分發(fā)揮它們的作用?？諝鉃V清器在安裝時不可漏裝、反裝或錯裝各密封墊圈及橡膠連接管，并保證各按嵌處的嚴(yán)密性。使用的紙質(zhì)集塵杯空氣濾清器，每工作50-100 小時，要清除塵土1 次，可用軟毛刷將表面塵土刷掉，若工作時間超過500 小時或已損壞，就應(yīng)及時更換。使用油浴式空氣濾清器，每工作100-200 小時，應(yīng)用清潔的柴油清洗濾芯，并更換其中的潤滑油，若濾芯已破碎，就需立即更換，并注意在使用中，按規(guī)定添加潤滑油。 潤滑油濾清器在柴油機(jī)使用中如不及時保養(yǎng)，濾芯堵塞、潤滑油壓力增加，安全閥打開，潤滑油直接流入主油道，會加劇潤滑表面的磨損，影響柴油機(jī)的使用壽命。因此，潤滑油濾清器每工作180-2

39、00 小時，就要清洗1 次，發(fā)現(xiàn)破損，應(yīng)立即更換，以防止雜質(zhì)進(jìn)入潤滑表面。柴油機(jī)換季使用，還應(yīng)清洗曲軸箱和各潤滑表面，方法是用潤滑油、煤油和柴油混合后作洗滌油，可在潤滑油放出后加入洗滌油清洗，然后，柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5 分鐘，再放盡洗滌油，加入新潤滑油。燃油供給系統(tǒng)中的各種燃油濾清器，每工作100-200 小時，就應(yīng)清除雜物 1 次，并對油箱和各輸油管道進(jìn)行全面清洗。在清洗濾芯和密封件時，應(yīng)特別仔細(xì)，發(fā)現(xiàn)破損，需及時更換。在季節(jié)過渡換油時，應(yīng)對整個燃油供給系統(tǒng)的各零部件進(jìn)行清洗。使用的柴油，應(yīng)符合季節(jié)要求，并需經(jīng) 48 小 時的沉淀凈化處理。 世界著名 3 大柴油發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商DEUTZ （道依

40、次） 德國由歷史上著名的四沖程發(fā)動機(jī)的發(fā)明者奧托于 1864 年創(chuàng)建，目前公司在德國有4個發(fā)動機(jī)廠，在全球有17 個許可證和合作廠，所產(chǎn)柴油機(jī)功率范圍從5 至 5,000 馬力，燃?xì)鈾C(jī)功率為 250 至 5,500 馬力。MAN（ 曼） 德國MAN 股份公司（MAN AG ,前稱“奧格斯堡-紐倫堡機(jī)械工廠股份公司”（ MaschinenfabrikAugsburg-Nu rnberg AG ,又譯作“曼股份公司”、“曼公司”），是一家控股公司位于德國巴伐利亞州首府慕尼黑的商用車、機(jī)器設(shè)備制造商，德國股票指數(shù)DAX 的成分公司，世界 500 強(qiáng)之一，在全球有62,000 名雇員，年銷售額為 15

41、0億歐元，其中75%來自德國之外。旗下的MAN商用車股份公司是世界著名的重型卡車制造商之一。VOLVO（ 沃爾沃 ） 瑞典沃爾沃汽車公司是北歐最大的汽車企業(yè)，也是瑞典最大的工業(yè)企業(yè)集團(tuán)，世界20 大汽車公司之一。創(chuàng)立于 1924 年，創(chuàng)始人是古斯塔夫拉爾松和阿薩爾加布里爾松。柴油發(fā)動機(jī)的分類按用途可分為 :工程機(jī)械配套柴油發(fā)動機(jī)農(nóng)用機(jī)械配套柴油發(fā)動機(jī)井下設(shè)備配套柴油發(fā)動機(jī)車輛配套柴油發(fā)動機(jī)叉車配套柴油發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)配套柴油發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)組 , 焊機(jī) , 泵配套柴油發(fā)動機(jī)船機(jī)配套柴油發(fā)動機(jī)按排量缸數(shù)可分為 :2、 3 、 4 、 5 、 6 、 8 、 10 、 12 缸 柴油使用指南根據(jù)國標(biāo)(GB252 87)，輕柴油規(guī)格按凝點(diǎn)分為10、 0、 -10 、 -20、 -35 和-50 六個牌號，分別表示凝點(diǎn)不高于10、0、- 10、- 20、- 35和- 50；牌號越高，凝點(diǎn)越低。柴油是應(yīng)用于壓燃式發(fā)動機(jī)(即柴油發(fā)動機(jī))的專用燃料。柴油的外觀為水白色、淺黃色或棕褐色的液體。柴油又分為輕柴油與重柴油二種。輕柴油是用于 1000r/min 以上的高速柴油機(jī)中的燃料，重柴油是用于 1000r/m