摘要：

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)和柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將各種新技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，有效地解決了傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲大、震動(dòng)大和污染嚴(yán)重的問(wèn)題。本文將詳細(xì)分析燃油系統(tǒng)新技術(shù)和進(jìn)排氣系統(tǒng)新技術(shù)在現(xiàn)代柴油機(jī)的應(yīng)用。

前言

燃油系統(tǒng)新技術(shù)主要包括高壓共軌技術(shù)、泵噴油器技術(shù)。進(jìn)排氣系統(tǒng)新技術(shù)主要包括廢氣渦輪增壓技術(shù)、渦輪增壓中冷技術(shù)、冷卻廢氣再循環(huán)技術(shù)、可變幾何尺寸渦輪增壓器技術(shù)、排氣系統(tǒng)微粒補(bǔ)集技術(shù)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求，因此，研究現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的新技術(shù)是非常有必要的。

1.燃油系統(tǒng)新技術(shù)

1.1高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)

高壓共軌技術(shù)簡(jiǎn)稱HPCR，是將噴射壓力產(chǎn)生和噴射的過(guò)程完全分離的一種供油方式。這種技術(shù)工作的主要原理就是，將高壓燃油輸送到共軌上的這一過(guò)程是在高壓油泵的作用下實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)共軌油管內(nèi)的油壓進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，最終實(shí)現(xiàn)高壓油管壓力的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不產(chǎn)生聯(lián)系，這就在很大程度上減輕了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速過(guò)快產(chǎn)生的油壓變化。并且噴油壓力的產(chǎn)生與噴油定時(shí)是不產(chǎn)生沖突的，二者獨(dú)立存在，燃油噴射是由電控裝置對(duì)噴油器進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)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(shí)間的長(zhǎng)短決定的。

高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)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(zhí)行器組成的。

1.2泵噴油器技術(shù)

泵噴油器技術(shù)是將燃油泵和噴油器將結(jié)合，形成一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)，油泵在噴油器的上方，在每一個(gè)氣缸內(nèi)都設(shè)有獨(dú)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(jìn)氣門、排氣門和泵噴油器都位于同一個(gè)凸輪軸驅(qū)動(dòng)上，在凸輪軸的作用下使油泵產(chǎn)生壓力進(jìn)而升高油壓，再通過(guò)高速閥門和關(guān)閉高壓油管，進(jìn)而控制噴油量和時(shí)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(shí)現(xiàn)了燃油噴射周期的準(zhǔn)確控制。在泵噴油器工作時(shí)能夠產(chǎn)生很大的壓力，最高可以達(dá)到900MPa，使燃油得到了最大的霧化和燃燒，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，降低了噪聲污染和尾氣的排放。

2.進(jìn)排氣系統(tǒng)新技術(shù)

2.1廢氣渦輪增壓技術(shù)

這種技術(shù)是一種提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣能力的手段。利用廢氣渦輪增壓技術(shù)制造廢氣渦輪增壓器，其根本的原理是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣產(chǎn)生的動(dòng)力促使增壓器的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)同一軸上的壓氣機(jī)對(duì)即將進(jìn)入氣缸的空氣進(jìn)行壓縮，提高氣缸內(nèi)空氣的密度，改善燃油的效果，并提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)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(jù)渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)的不同，又將其分為可變噴嘴環(huán)增壓器、廢氣放棄放棄增壓器和可變?nèi)~片增壓器等。

2.2渦輪增壓中冷技術(shù)

渦輪增壓器將進(jìn)入的空氣進(jìn)行了高度的壓縮，在流動(dòng)時(shí)與進(jìn)氣管壁摩擦還會(huì)進(jìn)一步的增高，這就嚴(yán)重影響了充氣的效率，還會(huì)存在爆燃的可能性。在這種情況下，需要增加降低進(jìn)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(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管之間，能夠迅速對(duì)進(jìn)入氣缸的空氣進(jìn)行冷卻。中冷器在整個(gè)部件中充當(dāng)著散熱器的角色，用冷水或冷風(fēng)對(duì)進(jìn)入的空氣進(jìn)行冷卻排放到大氣中。

一般來(lái)講渦輪增壓技術(shù)的具體應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：一是中冷器以循環(huán)水為介質(zhì)，這種方案結(jié)構(gòu)和布置都比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)空氣的冷卻能力有限；

二是采用獨(dú)立的冷卻介質(zhì)，這種方法可以有效提高中冷器的冷卻效率，但是比較復(fù)雜；三是中冷器以風(fēng)扇和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的自然風(fēng)進(jìn)行冷卻，這種方法耗油量較少，得到了很廣泛的應(yīng)用；四是，中冷器中帶有獨(dú)立的冷卻風(fēng)扇，可以直接對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，方便，但是造價(jià)高。

2.3冷卻廢氣再循環(huán)技術(shù)

冷卻廢氣再循環(huán)技術(shù)簡(jiǎn)稱EGR，這種技術(shù)主要就是減少發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣氮氧化物的排放量，是現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用的一種技術(shù)。氮氧化物是在高溫情況下產(chǎn)生的，為了降低氣缸內(nèi)運(yùn)行的溫度和壓力，減少氮氧化物的產(chǎn)生，將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)排除的廢氣的一部分排放到新鮮的空氣中，但是要對(duì)與新鮮空氣相結(jié)合的廢氣進(jìn)行冷卻。

2.4可變幾何尺寸渦輪增壓器技術(shù)

為了保證渦輪增壓器的性能，就不要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理，盡量減小增壓器的葉輪尺寸，但是為了優(yōu)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(gè)層面上無(wú)法同時(shí)滿足以上兩個(gè)要求，為了解決這個(gè)問(wèn)題，可變式的渦輪增壓器應(yīng)運(yùn)而生?？勺儙缀纬叽鐪u輪增壓器的基本工作原理是利用自動(dòng)控制渦輪部分有關(guān)零件的位置變化，改變通過(guò)渦輪的廢氣量。這種技術(shù)的適應(yīng)性較高，提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性。

2.5排氣系統(tǒng)微粒捕集技術(shù)

微粒捕集器簡(jiǎn)稱DPF，是一種減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中，主要工作原理是利用收集器過(guò)濾廢氣中的微粒物質(zhì)，再對(duì)其進(jìn)行進(jìn)行微粒的氧化處理，進(jìn)而對(duì)補(bǔ)集器進(jìn)行清洗。

過(guò)濾器的反復(fù)使用是通過(guò)升高過(guò)濾器的溫度，對(duì)微粒進(jìn)行燃燒，去除過(guò)濾器中的微粒，保證過(guò)濾器裝置的循環(huán)使用性。

3.總結(jié)

綜上所述，文中對(duì)目前應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)進(jìn)行了分析，這些新技術(shù)在現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用上，取得了很好的成果，但是仍需不斷的改進(jìn)，以提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。