浅谈柴油发动机节能技术的应用

佟力平

[摘 要] 本文通过对柴油发动机的优缺点进行分析，并对柴油发动机的现状与问题加以结合。采用增压中冷技术、控制颗粒排放技术、冷却式EGR与高压电控共轨技术、多气门发动机等节能新技术，以更好的适应社会的发展趋势，让现代柴油发动机能够将柴油发动机的综合性能提高到一个新的层面。更好的做到节能减排，坚持可持续发展。

[关键词] 柴油发动机 高压电共轨技术 发展趋势 柴油发动机

[中图分类号] S23 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）01-0210-01

一、前言

随着社会与科学技术的不断发展，环保观念、可持续发展观念不断深入人心。越来越多的行业加入到节能减排的大队伍中。在发达国家的轿车中，柴油轿车所占的比例出现了逐渐增长。更有电控汽车柴油发动机的发明与运用，柴油发动机在技术方面有了很大的突破，尤其是将传统的燃油喷射系统的组成部分与具有结构特征的高压共轨系统都发生了改变。为了跟上国际排放与节能标准的步伐，越来越多的节能减排技术得到了很好的运用。大力推动了柴油发动机的发展。

二、柴油发动机的优点与缺点

1.柴油发动机的优点

柴油发动机相较于汽油发动机而言，主要有省油、环保、扭矩更大这三个优点。第一，柴油本身的能量密度含量就比汽油要高，再加上柴油发动机的热效率也比汽油发动机要高。所以，一般而言，柴油发动机的耗油量能够比汽油发动机的耗油量低百分之三十到百分之四十左右。第二，柴油发动机采用的是富氧燃烧，所产生的一氧化碳、碳氢化合物与二氧化碳的排量要比汽油发动机的排量低很多。第三，在柴油发动机与汽油发动机排量相同时，柴油发动机的力气要比汽油机的力气大，从而使得柴油发动机的扭矩更大。

2.柴油发电机的缺点

虽然柴油发动机相较于汽油发动机在很多方面存在优势，但想要更好做到节能减排，就必须克服以下几个问题。

第一，进一步降低油耗存在技术限制。虽然相较于汽油发动机而言，柴油发动机的油耗较低。但随着可持续发展观念的逐步深入，需要对油耗进行进一步的降低，这是柴油发动机当前需要克服一个较为重要的问题。

第二，质量问题。一般柴油发动机采用的方式主要是压燃，这对材料的要求比较高，压缩量也比较大。导致柴油发动机的质量在相同排量的情况下比汽油发动机要大。

第三，尾气排放方面仍然存在问题。虽然柴油发动机采用的是富氧燃烧，所产生的一氧化碳、碳氢化合物与二氧化碳的排量要比汽油发动机的排量低很多。但是其排放出的NOx与颗粒难以控制。

三、柴油发动机的节能新技术

1.增压中冷

所谓增压，就是指将进入到柴油发动机汽缸内的空气密度增加。而中冷是指将已经经过压缩的空气的温度降低。从而达到增大进入柴油发动机汽缸内空气量，让其能够在不改变发动机排量的前提下，对柴油发动机的输出功率进行提高，以降低升功率的效果。

2.控制颗粒排放

颗粒是柴油发动机尾气的主要成分之一，而且，柴油发动机难以控制对其的排放量。安装颗粒捕捉器能够把柴油发动机尾气中产生的颗粒过滤，能够达到很好的净化效果，减少对人体产生的危害。而安装氧化催化器能够降低尾气中的碳氢化合物、一氧化碳与颗粒中的可溶的有机成分活化性能，让这些以降低的惩罚能够与尾气中的氧气在低温环境下发生反应。以这种方式来降低柴油发动机的有害物质的排放量。

3.冷却式EGR

在EGR气体的流动管上安装好冷却装置，在其进入气管之前需要先将温度降低，因此，其燃烧温度会比一般EGR系统要低很多。由于进气的密度比较高，进入燃烧室的气体量较大，让燃烧更加完整，以此来减少PM的排放量。

4.高压电控共轨

自从高压电控共轨式的燃油喷射系统问世以来，传统的柴油发动机的燃油喷射系统的组成与结构基本都发生了改变。能够将燃油压力的形成与燃油量的计算在时间与系统上的功能与部位方面都分开，这是高压电控系统的最大特点。对燃油量的传输与形成燃油压力基本与喷油的过程没有关联。电控单元发出指令，依靠这一指令对每个喷油器进行控制。让每个喷油器都能够按照所需的要求来精确的喷油，让其正式的从共轨中调和出具有所需要求的精确压力与精确循环的燃油。对燃烧过程进行改善，不仅能够提高燃烧效率，而且能够减少排放与燃烧时产生的噪音。

5.多气门发动机

多气门发动机一般三气门式，由两个进气门与一个排气门组成。四气门式，由两个排气门与两个进气门组成。五气门式，由三个进气门与两个排气门组成。多气门发动机的每一个汽缸的数目都超过两个。气门的位置一般在汽缸燃烧室中间两侧的倾斜位置上。能够尽可能的扩大气门头的直径，以达到增加气流通过的面积、改善并提高换气的性能的目的。从而形成一个中心位置有火花塞的紧凑型的燃烧室。能够让混合气得到迅速的燃烧，以此来提高柴油发动机的经济性。

四、柴油发动机节能技术的未来发展趋势

尽管当今世界的各种柴油发动机各有其特点，但从总体上看，都有着优化结构设计、代用燃料与使用能够降低污染的柴油添加剂的趋势。其中优化结构设计能够减少因摩擦而造成的损失，从而提高机械的效率。指示效率乘以机械效率的结果就是柴油发动机的有效效率。因此，必须对减少摩擦损失与提高机械效率这一环节加以重视。因为这将直接对机械的效率造成影响。代用的原谅一般是二次能源，主要是植物油、氢、天然气、燃料电池等具有降低环境污染效果的燃料，而且这些燃料的来源都是比较可靠的。研究出能够降低污染并做到节能的柴油添加剂，能够使燃料的燃烧性能得到改善。这一趋势对于已经投入使用的车辆而言，是较为理想的技术处理方法。

参考文献

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