淺談柴油發動機節能技術的應用

佟力平

[摘 要] 本文通過對柴油發動機的優缺點進行分析，并對柴油發動機的現狀與問題加以結合。采用增壓中冷技術、控制顆粒排放技術、冷卻式EGR與高壓電控共軌技術、多氣門發動機等節能新技術，以更好的適應社會的發展趨勢，讓現代柴油發動機能夠將柴油發動機的綜合性能提高到一個新的層面。更好的做到節能減排，堅持可持續發展。

[關鍵詞] 柴油發動機 高壓電共軌技術 發展趨勢 柴油發動機

[中圖分類號] S23 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）01-0210-01

一、前言

隨著社會與科學技術的不斷發展，環保觀念、可持續發展觀念不斷深入人心。越來越多的行業加入到節能減排的大隊伍中。在發達國家的轎車中，柴油轎車所占的比例出現了逐漸增長。更有電控汽車柴油發動機的發明與運用，柴油發動機在技術方面有了很大的突破，尤其是將傳統的燃油噴射系統的組成部分與具有結構特征的高壓共軌系統都發生了改變。為了跟上國際排放與節能標準的步伐，越來越多的節能減排技術得到了很好的運用。大力推動了柴油發動機的發展。

二、柴油發動機的優點與缺點

1.柴油發動機的優點

柴油發動機相較于汽油發動機而言，主要有省油、環保、扭矩更大這三個優點。第一，柴油本身的能量密度含量就比汽油要高，再加上柴油發動機的熱效率也比汽油發動機要高。所以，一般而言，柴油發動機的耗油量能夠比汽油發動機的耗油量低百分之三十到百分之四十左右。第二，柴油發動機采用的是富氧燃燒，所產生的一氧化碳、碳氫化合物與二氧化碳的排量要比汽油發動機的排量低很多。第三，在柴油發動機與汽油發動機排量相同時，柴油發動機的力氣要比汽油機的力氣大，從而使得柴油發動機的扭矩更大。

2.柴油發電機的缺點

雖然柴油發動機相較于汽油發動機在很多方面存在優勢，但想要更好做到節能減排，就必須克服以下幾個問題。

第一，進一步降低油耗存在技術限制。雖然相較于汽油發動機而言，柴油發動機的油耗較低。但隨著可持續發展觀念的逐步深入，需要對油耗進行進一步的降低，這是柴油發動機當前需要克服一個較為重要的問題。

第二，質量問題。一般柴油發動機采用的方式主要是壓燃，這對材料的要求比較高，壓縮量也比較大。導致柴油發動機的質量在相同排量的情況下比汽油發動機要大。

第三，尾氣排放方面仍然存在問題。雖然柴油發動機采用的是富氧燃燒，所產生的一氧化碳、碳氫化合物與二氧化碳的排量要比汽油發動機的排量低很多。但是其排放出的NOx與顆粒難以控制。

三、柴油發動機的節能新技術

1.增壓中冷

所謂增壓，就是指將進入到柴油發動機汽缸內的空氣密度增加。而中冷是指將已經經過壓縮的空氣的溫度降低。從而達到增大進入柴油發動機汽缸內空氣量，讓其能夠在不改變發動機排量的前提下，對柴油發動機的輸出功率進行提高，以降低升功率的效果。

2.控制顆粒排放

顆粒是柴油發動機尾氣的主要成分之一，而且，柴油發動機難以控制對其的排放量。安裝顆粒捕捉器能夠把柴油發動機尾氣中產生的顆粒過濾，能夠達到很好的凈化效果，減少對人體產生的危害。而安裝氧化催化器能夠降低尾氣中的碳氫化合物、一氧化碳與顆粒中的可溶的有機成分活化性能，讓這些以降低的懲罰能夠與尾氣中的氧氣在低溫環境下發生反應。以這種方式來降低柴油發動機的有害物質的排放量。

3.冷卻式EGR

在EGR氣體的流動管上安裝好冷卻裝置，在其進入氣管之前需要先將溫度降低，因此，其燃燒溫度會比一般EGR系統要低很多。由于進氣的密度比較高，進入燃燒室的氣體量較大，讓燃燒更加完整，以此來減少PM的排放量。

4.高壓電控共軌

自從高壓電控共軌式的燃油噴射系統問世以來，傳統的柴油發動機的燃油噴射系統的組成與結構基本都發生了改變。能夠將燃油壓力的形成與燃油量的計算在時間與系統上的功能與部位方面都分開，這是高壓電控系統的最大特點。對燃油量的傳輸與形成燃油壓力基本與噴油的過程沒有關聯。電控單元發出指令，依靠這一指令對每個噴油器進行控制。讓每個噴油器都能夠按照所需的要求來精確的噴油，讓其正式的從共軌中調和出具有所需要求的精確壓力與精確循環的燃油。對燃燒過程進行改善，不僅能夠提高燃燒效率，而且能夠減少排放與燃燒時產生的噪音。

5.多氣門發動機

多氣門發動機一般三氣門式，由兩個進氣門與一個排氣門組成。四氣門式，由兩個排氣門與兩個進氣門組成。五氣門式，由三個進氣門與兩個排氣門組成。多氣門發動機的每一個汽缸的數目都超過兩個。氣門的位置一般在汽缸燃燒室中間兩側的傾斜位置上。能夠盡可能的擴大氣門頭的直徑，以達到增加氣流通過的面積、改善并提高換氣的性能的目的。從而形成一個中心位置有火花塞的緊湊型的燃燒室。能夠讓混合氣得到迅速的燃燒，以此來提高柴油發動機的經濟性。

四、柴油發動機節能技術的未來發展趨勢

盡管當今世界的各種柴油發動機各有其特點，但從總體上看，都有著優化結構設計、代用燃料與使用能夠降低污染的柴油添加劑的趨勢。其中優化結構設計能夠減少因摩擦而造成的損失，從而提高機械的效率。指示效率乘以機械效率的結果就是柴油發動機的有效效率。因此，必須對減少摩擦損失與提高機械效率這一環節加以重視。因為這將直接對機械的效率造成影響。代用的原諒一般是二次能源，主要是植物油、氫、天然氣、燃料電池等具有降低環境污染效果的燃料，而且這些燃料的來源都是比較可靠的。研究出能夠降低污染并做到節能的柴油添加劑，能夠使燃料的燃燒性能得到改善。這一趨勢對于已經投入使用的車輛而言，是較為理想的技術處理方法。

參考文獻

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