國內外柴油機新技術剖析

齊連生

（內蒙古大學交通學院 汽車工程系，內蒙古 呼和浩特 010070）

國內外柴油機新技術剖析

齊連生

（內蒙古大學交通學院 汽車工程系，內蒙古 呼和浩特 010070）

在四沖程內燃機中，柴油機的熱效率最高，有著壓縮比高、膨脹比大、工質充分膨脹做功的優點。現代的先進性能柴油機的熱效率比汽油機高、污染物排放相對較少，在汽車動力方面應用日益廣泛。文章分析國內外柴油機新技術，以期為國內柴油機發展提供方向。

柴油機；新技術；發展

1 當代柴油機技術

（1）增壓中冷和多氣門技術。加壓，即把空氣提前壓縮之后再供入氣缸，以期提升空氣密度、增大進氣量的一種技術。中冷技術，即把加壓后的高溫清新空氣實施降溫，深層次增加進氣量的一種舉措。因為進氣量增大，可對應地增大循環供給燃油的數量，進而增大熱力機的升功率。同樣道理，多氣門技術還是希望進一步增加進入空氣的流量。

（2）高壓噴射與電控技術。新一代高壓噴射體系，噴射壓力早已超出150MPa，乃至為200MPa。柴油機通過運用電控技術，能夠完成更加準確的燃油噴射功能，伴著工作狀態的改變對燃燒排放方式實施相應的即時調節，導致在熱力發動機全部運行范圍內均完成相對高效的熱效率，實現在極小的單位輸出功油耗，和達到很好的排放標準。

（3）高壓共軌技術。高壓共軌技術廣泛應用于柴油機，其實是一種時間——壓力控制式燃油體系。此類體系的特征是具有一項多缸公用的高壓燃油管路。此項高壓管路被稱作Common Rail，也就是公共軌道。所以我國慣例把此類體系叫做高壓共軌體系，有的叫做CR。咱們把共軌體系的這項高壓燃油管路叫做高壓油軌或簡單叫做油軌。通常油軌被安置在氣缸蓋端呈現管狀和機身長度導向平行。在和各個氣缸對應的方位，安裝高壓油管銜接相應氣缸的噴油器。通過電信號（電流驅動控制信號或者電壓信號）控制共軌體系的噴油器，實現噴油。如果出現電流控制信號，那么共軌體系噴油器的快速電磁閥安全閥將開啟，引起噴油器針閥兩側壓力差增大，進而針閥升起，最后燃油被壓入氣缸。因為此類體系在油軌內壓力保持不變，單次柴油供給量總體和供油時段成正比，所以仍被叫做時間——壓力類控制體系。高壓共軌體系具備以下極其凸顯的特征：①燃油系統噴射壓力孤立于柴油機轉動速度與負載。在柴油機小轉動速度下，依舊能夠完成極大的柴油噴射壓力。此技術能夠讓柴油機小速度小負載時的功能得到改進；②對實現何時噴油與噴油量的控制十分精準；③對噴油策略的調整實力極強。噴油的精準控制，只決定于快速電磁閥這項工作件，因為此工作件重量輕，所以運行慣性就極小。精準控制時，能夠完成在一項運行循環里的多回噴射，高效提高燃燒效率；④燃油噴射壓力可以實現極大的提高。如今早已實現160～200MPa；⑤能夠適用于多種發動機，在各種柴油機上得到廣泛運用；⑥能夠節約燃油，減少尾氣排放。

因為共軌體系具有許多完善的功能，能夠最佳的控制柴油機燃燒的壓升率，工作噪音也得到進一步的降低，拓展了柴油機的運用范疇。另外，對于尾氣排放，特別是顆粒物的控制，得到了顯著降低，可滿足較高的排放標準。

2 影響國內柴油機技術發展

（1）傳感器制造技術。傳感器采集到自動控制系統的工況信號，電控系統的控制量以此作為依據輸出到執行機構，即傳感器就是控制系統的眼睛。在電氣控制柴油機中最主要的傳感器配備通常涵蓋：轉速傳感器、進氣溫度傳感器、空氣流量計或者進氣壓力傳感器、凸輪軸信號傳感器、加速踏板傳感器等。我國柴油機電控技術的開發早已不受傳感器技術的發展制約。

（2）執行機構制造技術。牽涉柴油機電氣控制體系的執行機構，首要涵蓋電氣控制高壓燃油體系、電氣控制尾氣再循環、電氣控制能調整噴嘴環增壓器、電氣控制變速器等。當中極其首要的仍是電氣控制高壓燃油體系。此為完成柴油機電氣控制極其主要的實行組件。

我國如今電氣控制高壓燃油體系的開發發展了很久，部分較成熟的技術早已著手裝配使用。在開發與生產電氣控制高壓燃油體系的過程中，高精密度的機械生產技術與快速電磁執行機構技術是技術難點之一。尤其重要的是關于高壓共軌體系中心組件高速電磁閥，其機械生產精密度是如今機械制造產業技術可以實現的最大精度，以我國如今已經有的生產實力很難完成。如今我國完成了柴油機電氣控制單體泵體系的大批生產，然而關于共軌體系的大批生產依舊在奮斗過程中。關于柴油機共軌體系以及高壓油泵的運行功能與靜止封閉性的難題，針對共軌體系的高壓油泵的高壓油輸出壓力通常應當達到140～200MPa之上，并且完成平穩的輸出的要求，故需要嚴格控制高壓油泵的結構、材料強度與生產精密度等。共軌體系總體的高壓模塊在運行流程里處于連續的高壓形態，此關于全部接頭與總體架構，在密封上需要實現更加嚴苛的水平。唯有全部處理此類難題，方可讓共軌體系牢靠的運作。

（3）ECU制造技術。關于ECU也就是控制模塊，依靠于中央處置器器件。如今我國在中央處置器的研發生產部分盡管具有極大進展，然而對于生產柴油機ECU需求的單片微控制器器件，也缺少相應的芯片。我國如今在ECU技術方面依靠的單片微控制器器件，通常均選取飛思卡爾、英飛靈、英特爾等海外公司的芯片。此類芯片不但功能優良，可靠性高，并且可以滿足實際使用情況，如今可以符合國內發展的需要，然而對國外形成了較強的依賴，不利于長久發展，且依舊沒有攻克自主設計難題。

除了上述影響因素外，影響柴油機技術研發的外部因素眾多，關鍵是更加嚴厲的法律制約及柴油質量的難題。無論是更為嚴苛的排放法規，還是具有重要影響的柴油質量，既是制約我國柴油機技術進步的巨大難題，同時也是推動柴油機技術快速發展的重要方向，需要研發者堅持不懈的努力。

齊連生，主要研究方向：柴油機。