柴油发动机有多种常见的技术手段和优化措施,以下为您详细介绍:
一、燃油喷射系统优化
高压共轨技术
这是一种先进的燃油喷射技术。传统的柴油喷射系统压力较低且不稳定,而高压共轨系统能够将燃油压力提高到很高的水平,一般可达 1600 - 2000bar 左右。
高压共轨技术能够实现燃油的准确喷射,通过电子控制单元(ECU)准确控制喷油时间、喷油量和喷油速率。例如,在发动机启动时,可以实现多次预喷射,使燃油和空气更好地混合,从而降低启动时的噪音和振动,同时减少有害气体的排放。
喷油嘴设计改进
采用多孔喷油嘴,使燃油能够以更细的雾状喷射到燃烧室内。这样可以增 大燃油与空气的接触面积,让燃油更充分地燃烧。比如,一些新型喷油嘴的喷孔数量从传统的 4 - 6 个增加到 8 - 10 个,燃油喷雾角度也经过优化,使得燃油能够在燃烧室内均匀分布。
二、进气系统优化
涡轮增压技术
涡轮增压是柴油发动机常用的技术手段。涡轮增压器利用发动机排出的废气推动涡轮旋转,进而带动同轴的压气机,将更多的空气压缩后送入发动机气缸。
这样可以增加进入气缸的空气量,使燃油燃烧更充分。例如,在高原地区,由于空气稀薄,自然吸气发动机功率会下降,而涡轮增压柴油发动机能够通过压缩空气,保证发动机的正常功率输出,提高发动机的动力性和经济性。
可变进气道技术
通过改变进气道的长度和截面积,可以根据发动机的转速和负荷优化进气量。在低转速时,使用较长的进气道,以增加进气的惯性,提高进气效率;在高转速时,切换到较短的进气道,满足发动机大进气量的需求。
三、燃烧过程优化
燃烧室形状优化
设计合理的燃烧室形状可以改善燃油和空气的混合效果。例如,ω 形燃烧室能够使燃油在燃烧室内形成良好的涡流,促进燃油和空气的混合,加快燃烧速度,提高燃烧效率。
采用废气再循环(EGR)系统
EGR 系统将一部分废气重新引入进气系统,降低燃烧室内的氧气含量。这可以降低燃烧温度,减少氮氧化物(NOx)的生成。同时,适当的废气再循环还可以改善燃烧过程的稳定性。
四、后处理技术优化
颗粒捕集器(DPF)
用于捕捉柴油发动机尾气中的颗粒物,减少对大气的污染。DPF 能够过滤掉尾气中大部分的碳烟颗粒,当颗粒积累到一定程度后,通过再生过程将颗粒燃烧掉,使捕集器恢复过滤功能。
选择性催化还原(SCR)系统
SCR 系统主要用于降低尾气中的氮氧化物。通过向尾气中喷射尿素溶液,在催化剂的作用下,使尿素分解产生的氨气与氮氧化物发生化学反应,将其转化为氮气和水,从而有效减少有害气体的排放。