柴油发动机.docx
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柴油发动机
柴油发动机
百科名片
柴油发动机
柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。
它是由德国发明家鲁道夫·狄塞尔（RudolfDiesel）于1892年发明的，为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示，而柴油发动机也称为狄塞尔发动机。
目录
简介
特点
区别
柴油与汽油区别
美国与柴油机
欧洲与柴油发动机
发展历程
工作原理
柴油机曲轴连杆机构
负荷特性
传感器
新技术
共轨技术
发明者
历史
命运多舛的发明家
东方不亮西方亮
得偿夙愿
保养
柴油机冒黑烟了的处理方法
DEUTZ（道依次）德国
MAN（曼）德国
VOLVO（沃尔沃）瑞典
优点
分类
按用途可分为
按排量缸分
按工作循环分
分类
使用指南
牌号选用
注意事项
用油
机构组件
维护保养
展开
简介
特点
区别
柴油与汽油区别
美国与柴油机
欧洲与柴油发动机
发展历程
工作原理
柴油机曲轴连杆机构
负荷特性
传感器
新技术
共轨技术
发明者
历史
命运多舛的发明家
东方不亮西方亮
得偿夙愿
保养
柴油机冒黑烟了的处理方法
DEUTZ（道依次）德国
MAN（曼）德国
VOLVO（沃尔沃）瑞典
优点
分类
按用途可分为
按排量缸分
按工作循环分
分类
使用指南
牌号选用
注意事项
用油
机构组件
维护保养
展开
编辑本段简介
柴油发动机的优点是功率大、经济性能好。
柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每
个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。
但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
不同之处主要是，柴油发动机气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。
柴油发动机工作时进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点时，温度可达500-700℃，压力可达40—50个大气压。
活塞接近上止点时，供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向气缸燃烧室喷射燃油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，可燃混合气自行燃烧，猛烈膨胀，产生爆发力，推动活塞下行做功，此时的温度可达1900-2000℃，压力可达60-100个大气压，产生的功率很大，所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油设备上。
编辑本段特点
传统柴油发动机的特点：
热效率和经济性较好，柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。
因此，柴油发动机无需点火系统。
同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。
由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高。
热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。
由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。
小型高速柴油发动机的新发展：
排放已经达到欧洲III号的标准。
传统上，柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机（转速较低），噪声、振动较高，炭烟与颗粒（PM）排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。
特别是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，成为“绿色发动机”，
编辑本段区别
汽油发动机一般将汽油喷入进气管同空气混合成为可燃混合气再进入汽缸，经火花塞点火燃烧膨胀做功。
人们通常称它为点燃式发动机。
而柴油机一般是通过喷油泵和喷油咀将柴油直接喷入发动机气缸，和在气缸内经压缩后的空气均匀混合，在高温、高压下自燃，推动活塞做功。
人们把这种发动机通常称之为压燃式发动机。
汽油机汽车具有转速高（轿车用汽油机转速可高达5000—6000转/分，货车用汽油机达4000转/分左右）质量轻、工作时噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点，故在轿车和中、小型货车及军用越野车上得到广泛应用。
其不足之处是燃油消耗较高，因而燃油经济性较差。
柴油机汽车因压缩比高，燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右，所以燃油经济性较好。
7升柴油轿车比1.6升汽油轿车每百公里可节约2升油。
一般货车大都采用柴油机。
柴油机的弱点是转速较汽油机低（一般最高转速在2500—3000转/分左右）、质量大、制造和维修费用高（因为喷油泵和喷油器加工精度要求高）。
它的应用范围正在向中、轻型货车扩展。
国外柴油轿车也有很快的发展，其最高转速可达5000转/分。
柴油与汽油区别
通常，柴油发动机与汽油发动机相比热效率高出30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
柴油发动机与汽油发动机相比具有功率大，寿命长，动力性能好的特点，它排放产生的温室效应比汽油低45%，一氧化碳与碳氢排放也低，在整车的使用寿命期氮氧化合物排放略大于汽油机。
柴油机的不足之处是有害颗粒物排放大，柴油发动机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术，柴油发动机汽车的排放已达到欧III、欧IV排放标准。
在欧洲，柴油轿车比较普及，随着环保与节能可持续发展的严格要求，今后汽车，特别是柴油小轿车将是一个发展趋势。
目前我国一汽大众已经开发出捷达、宝来柴油轿车，并已在国内部分城市上市。
汽车在一定的使用条件下，以最小的燃料消耗量完成单位运输工作的能力称为汽车的燃料经济性。
汽车燃料经济性是汽车的主要使用性能之一。
通常，燃料的消耗费用占到汽车运行费用的37%左右。
影响汽车燃料经济性的主要因素有：
从汽车本身讲，首先要提高发动机的热效率、进气效率和降低摩擦损失。
其次要减少车身重量，减少空气阻力，减少车轮的滚动阻力。
第三，提高传动效率，合理匹配变速比。
从使用方面讲，不同等级的路面跑起来耗油不同。
交通拥挤、堵塞严重的状况与畅通行驶的耗油完全不同。
风、雨、气候变化对汽车的耗油量都有影响。
驾驶者的技术对耗油水平也有很重要的作用。
影响汽车燃料油经济性的因素十分多，其中最主要的还是汽车发动机本身。
美国与柴油机
柴油发动机不仅在CO2的排放上已经远远领先汽油发动机，而且在不久的将来燃料中的含硫量也将少于汽油发动机。
一直以来，汽车尾气都被认为是引发温室效应的重要原因之一。
而美国和中国则被认为是CO2排放量最大的两个国家。
据调查，2004年欧洲汽车市场上有将近一半新车使用的都是新型的绿色柴油机。
而在美国路上行驶的汽车中，却只有1%使用的是柴油发动机。
原因很简单，美国消费者拥有世界上最低的汽油价格。
但是现在美国本土市场的汽油价格接近于历史同期的最高水平，这就使得美国消费者不得不转而去关注那些能为他们省钱的经济型轿车。
两年前，在美国的汽车市场上只有两款车使用的是柴油发动机。
而今天随着汽油价格的不断上涨，已经有13款柴油车出现在美国的汽车市场，而到了2006年又将有6款新车上市。
届时使用柴油发动机的汽车种类将达到近20种。
布什总统关于柴油发动机文件的签署为今后柴油车指明了前进的方向。
美国的政策制定者和消费者已经发现柴油车是一个不错的选择。
对于中国来说柴油车同样是一个不错的选择。
在市场机制条件下，使用柴油发动机的汽车将会拥有更广阔的前景。
欧洲与柴油发动机
欧洲是柴油发动机技术发源地，由于柴油的众多特点，从20世纪90年代中开始，欧洲各大汽车公司大力发展柴油发动机技术，并陆续向消费者推广，超过三分之二的轿车都使用柴油发动机。
奔驰、大众、宝马、雷诺、沃尔沃等欧洲名牌车都有采用柴油发动机的车型。
德国大众：
TDI柴油技术，最早由意大利菲亚特研发，后被大众获得并发展。
是目前世界上最好的柴油发动机。
宝马：
D技术，具有功率高，扭矩大的特点，并使用了双涡轮可变截面增压技术。
奔驰：
CDI技术
标志雪铁龙：
HDI技术，和德国大众同源同种，也来自与意大利菲亚特。
雷诺：
DCI技术，2006年前曾因增压涡轮易坏而被质疑其可靠性，随后雷诺对其进行了改进。
菲亚特：
JTD技术
欧宝：
TDCI技术，相对于大众的TDI技术，
编辑本段发展历程
1976年，德国大众首先在高尔夫轿车上采用柴油发动机；
1989年，德国大众高尔夫柴油车获得“低排放车”的称号。
同年大众从Fiat的研发机构获得部分技术，制造出第一台带有增压、直喷技术的5缸发动机R5TDI，这台发动机被放在奥迪100车型上试用。
1990年，德国大众正式推出增压、直喷系列柴油机TDI，从此德国大众在柴油动力技术的开发和应用上一直走在世界的前沿；
1993年，开发出4缸涡轮增压直喷柴油发动机（TDI）；
1995年，开发出自然吸气式直喷（SDI）柴油发动机；
1995年，开发出变截面涡轮增压器VGT；
1998年，开发出泵喷嘴（PumpeDüse）技术；
1999年，开发出百公里油耗3升的路波轿车柴油动力。
而一升级柴油动力轿车的出世创造了百公里油耗0.99升的记录，成为世界上最省油的轿车。
发动机采用铝制自然吸气式单缸柴油机，采用了先进的高压直接喷射技术，排量为0.3升；
2002年，一汽-大众率先将捷达SDI轿车投放中国市场；
2004年，一汽-大众引入TDI技术。
编辑本段工作原理
柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。
柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。
在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。
由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。
因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。
气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。
在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。
普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。
这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。
工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。
其主要特点有以下三个方面：
1．喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。
2．可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。
3．能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。
相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30%），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。
但随着现代技术的
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