国内外柴油机现状及发展讲解.docx

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国内外柴油机现状及发展讲解

郑州交通职业学院

毕业论文

论文题目：

国内外柴油机现状及发展

所属系别汽车运用工程系

专业班级07级汽运3班

姓　　名李坤

学　　号200708010010324

指导教师魏丽

撰写日期2010年5月

摘要

通过对大量的调查分析，了解了国内外柴油机的现状及发展情况。

首先，详细介绍了第一台柴油机的发明及使用到柴油机的技术发展成熟和广泛适用于各个领域的这一过程。

随后详细介绍了现在国内柴油机的现状和国内柴油机的发展所面临的一些问题。

柴油机作为目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型，被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其在车用动力方面的优势最为明显，全球车用动力“柴油化”趋势业已形成，由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现，目前，经济全球化、以及节能环保等可持续发展问题是世界各国共同面临的形势，具体反映在汽车动力发展的局部问题上，对车用柴油机的选择也是必然趋势之一。

关键词：

柴油机，现状，发展，节能，电控技术，高压共轨技术

Abstract

Alargenumberofresearchresultsshowthatthedieselengineiscurrentlyavarietyofindustrialapplicationsofpowermachineryinthehighestthermalefficiency,energyutilizationofthebestandmostenergy-efficientmodels,arewidelyusedinmarinepower,powergeneration,irrigation,powerandothervehiclesintheareaofbroad,particularlyinthemotorpoweradvantagesaremostobviousdrivingforcefortheglobalcar"diesel"andthetrendhasbeenformed,asthedieselenginewithhightorque,high-life,lowfuelconsumptionandlowemissionscharacteristicsofdieselenginesasasolutiontomotorvehiclesandconstructionmachineryenergythemostrealisticandmostreliablemeans,ascomputertechnology,sensortechnologyandtherapiddevelopmentofinformationtechnology.

Sothatthereliabilityofelectronicproducts,cost,sizeandotherdieselenginestomeettherequirementsforelectroniccontrolandelectronicallycontrolledfuelinjectioniseasytoachieve,atpresent,economicglobalizationandsustainabledevelopmentofenergysavingandenvironmentalprotection,etc.Theproblemiscommonaroundtheworldsituationfacedbythespecificdrivingforcefordevelopmentisreflectedinthelocalautoissue,onthechoiceofautomotivedieselengineisalsooneoftheinevitabletrendof.

KeyWords：

Dieselengines,thestatusquo,development,energysaving,electroniccontroltechnology,high-pressurecommon-railtechnology

目录

1引言1

2国内外柴油机技术的现状1

2.1国外柴油机技术的现状1

2.1.1共轨与四气门技术1

2.1.2降低机油消耗2

2.1.3乳化柴油的应用2

2.1.4后处理技术2

2.1.5柴油2

2.2国内柴油机技术的现状2

2.2.1柴油机车的市场2

2.2.2我国柴油机的技术3

2.2.3现在我国柴油机的污染4

3柴油机技术的发展趋势4

3.1推动产品和技术发展的因素5

3.2柴油机的跳跃发展及产品发展重点5

3.2.1电控柴油喷射系统分类7

3.2.2柴油机电子控制技术的发展7

3.2.3高的喷射压力8

3.2.4独立的喷射压力控制8

3.2.5改善柴油机燃油经济性8

3.2.6独立的燃油喷射正时控制8

3.2.7可变的预喷射控制能力8

3.2.8最小油量的控制能力9

3.2.9降低驱动扭矩冲击载荷9

3.3柴油机技术发展方向9

4总结10

参考文献11

致谢..........................................................................................................................................................12

1引言

柴油机的大功率，低排放，良好的电子控制等显著优点将使柴油发动机在新的时代有长足的发展。

现在全球各大厂商正致力于新型绿色环保柴油机的研发，在NO和颗粒物的排放方面将得到近一步改善。

而起关键是在燃油的精确配置和废气的后置处理，更多的电子新科技将运用到新一带柴油机上[1]。

2国内外柴油机技术的现状

大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。

装备了最先进技术的柴油机，升功率可达到30～50kWh/L，扭矩储备系数可达到0.35以上，最低燃油耗可达到198g/kWh，标定功率油耗可达到204g/kWh；柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其在车用动力方面的优势最为明显，全球车用动力"柴油化"趋势业已形成。

在美国、日本以及欧洲100%的重型汽车使用柴油机为动力。

在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。

在美国，90%的商用车为柴油车。

在日本，38%的商用车为柴油车，9.2%的轿车为柴油车。

据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。

世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展[2]。

2.1国外柴油机技术的现状

现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。

西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。

最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。

经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平[3]。

下面是国外柴油机应用的一些先进技术

2.1.1共轨与四气门技术

国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧ІІІ排放限值法规的要求。

　　四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。

这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、HC和NOX排放并提高热效率。

2.1.2降低机油消耗

柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。

为了满足日益严格的柴油机（车）排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度，即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。

为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。

2.1.3乳化柴油的应用

柴油加水掺合乳化剂，使其形成较为稳定的含水乳化柴油，这类改进型燃料的使用可明显降低柴油机（车）的排放，尤其是NOX和PM。

目前美国报道这方面进展较多，我国也在这方面进行研究，且已取得可喜进展。

加水20%乳化柴油（70天不分层），在大型柴油机上100%负载工况下，功率不减，节油明显，动力输出比柴油上升4.3%，且烟度和NOX排放下降明显。

然而，尽管这项技术对低排放有好处，但其潜在的问题如水结冰、水对发动机的腐蚀等问题尚待解决。

2.1.4后处理技术

柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放。

目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发NOX催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。

2.1.5柴油

柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机（车）正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要保证。

例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放达54%，HC和NOX排放达10%，PM排放减少14%～47%。

发达国家已普遍使用燃料清净剂，既能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。

2.2国内柴油机技术的现状

我国柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快的发展，随着一批先进机型和技术的引进，我国柴油机总体技术水平已经达到国外80年代末90年代初水平，一些国外柴油机近几年开始采用的排放控制技术在少数国产柴油机上也有应用。

最新开发

投产的柴油机产品的排放水平已经达到欧І排放限值要求，一些甚至可以达到欧ІІ排放限值要求[4]。

2.2.1柴油机车的市场

我国重型柴油车的产量在逐年增加，中型、轻型车柴油化步伐也在加快，但在微型汽车、轿车领域，柴油车所占比例仍为零。

而另一方面，我国中型柴油机市场已呈现供大于求，轻型柴油机市场也趋向饱和，但骨干企业正在生产的多数产品从技术角度已应是淘汰产品，发展潜力不大[5]。

如图2-1所示

图2-1汽油机与柴油机的对比

2.2.2我国柴油机的技术

柴油机行业投入不足，严重制约了生产工艺水平、规模发展和自主开发能力的提高。

现在，我国柴油机技术基础薄弱，整体技术水平落后于国际先进水平10至20年，也落后于国内车用汽油机的发展，还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力。

许多国外已经普遍采用的技术在我国仍处于研究阶段，有些甚至仍是空白。

我国柴油机技术的落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力，导致低性能、高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响，使社会产生"厌柴"心理。

柴油品质差、柴油标准的制修订严重滞后于汽车工业发展的需要，对柴油机技术的发展以及各种新技术、改善