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柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

2019-03-29 04:00:00 开卡车的乐迪
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经过百余年的发展,柴油发动机早已不再是以前那种只会干苦力的“傻大个”,而是发展成为一个德智体美劳全面发展的“好学生”,尤其是二十一世纪以来互联网行业的广阔发展也为柴油发动机注入了新的血液。

今天,笔者就带大家好好了解一下这些把柴油发动机“武装到头发”的现代科技。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

一、涡轮增压器

涡轮增压器是空气压缩机的一个变种,他在工作时通过发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,将空气的压力增大并推入气缸。

当发动机转速增大时,废气排出速度变快,涡轮转速同步增加,叶轮压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,再通过调教发动机功率曲线和燃油喷射系统,就可以达到增加动力性的要求。

还有一种可变截面式涡轮增压器(简称VGT),通过改变涡轮增压器进气喉口或内部叶片的摆动幅度来实现在任何时间内都能获得最佳动力响应。

涡轮增压器是现代汽车动力总成上的一个重要部件,也是柴油发动机上的常见部件之一。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

世界上最早在汽车发动机上装配涡轮增压器的是菲亚特动力科技(简称FPT),他们于1938年首次在卡车上装配了涡轮增压器,在之后的1977年,瑞典萨博汽车公司首次在乘用车领域批量搭载涡轮增压发动机发动机。

二、高压共轨燃油喷射系统

高压共轨燃油喷射系统由机械泵共轨系统演变而来,利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来,并消除燃油中的压力波动,然后再输送给每个喷油器,通过控制喷油器上的电控系统实现喷射的开始与结束,实现对发动机燃烧时燃油的控制。

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该系统由五个部分组成,即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。喷射阀门控制各缸喷油器在发动机工作的相应时刻喷油。

高压共轨燃油喷射系统自国三时代起就被广泛应用,是改善柴油发动机燃油经济性、动力性、环境友好性的关键部件之一。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

早在1989年,菲亚特动力科技就在意大利都灵注册了柴油发动机共轨燃油喷射系统的专利,之后的2009年,康明斯燃油系统(全称Cummins Fuel Systems,简称CFS)与斯堪尼亚合作研发超高压共轨燃油喷射系统,并在之后开始装车。

三、强制废气循环系统

该系统简称EGR,主要是通过将发动机燃烧后的废气再次引入到发动机进气冲程实现再次燃烧,从而实现改善发动机的环境友好性能。按控制形式和结构可分为机械控制式、电子控制式、直接控制式等几种。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

现代柴油发动机大多数采用电子控制式EGR,通过发动机电控系统(简称ECU)根据发动机工作状态进行实时调整。EGR还能减轻柴油发动机的噪声,提高驾乘舒适性。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

电控EGR自国三时代以来开始被广泛应用,一直到国六阶段还没有被放弃、而关于EGR还要提一下康明斯,因为正是康明斯推动了EGR在柴油发动机领域的发展。不过可惜的是康明斯也要和它说再见了。在国六时代,康明斯的部分产品取消了EGR。

四、蠕墨铸铁材料和活塞连杆涨断技术

我国自上世纪六十年代开始研究蠕墨铸铁材料,主要生产流程是在钢铁铸造以前加蠕化剂(镁或稀土)随后凝固制成。因其特殊的性能和耐久性,越来越多的柴油发动机制造商开始使用蠕墨铸铁材料生产重型柴油发动机。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

而活塞连杆涨断技术是在连杆大头内圆加工完成之后,用激光在需要断开的位置蚀刻出一道很浅的伤痕,然后由内向外用机械设备给连杆大头施加一个强大的膨胀力,此时连杆瓦盖就会从事先已经蚀刻好的位置应声断开。具有精度高、抗横向剪切能力强等特点。

柴油机的飞速发展,离不开这些高科技的神助攻

目前国内外不少的柴油发动机制造商采用活塞连杆涨断技术生产大排量重负荷的重型柴油发动机。比如中国重汽集团引进德国曼恩技术生产的MC11、MC/MT13系列;潍柴WP13系列等。

笔者最后总结

进一个多世纪来,柴油发动机借助现代科技的东风奔向了一往无前的快车道。特别是二十一世纪以来,全球各大柴油发动机制造商努力提高自己的姿势水平,为现代生活注入原动力。下一篇文章笔者就重点介绍几家柴油发动机行业老炮。(文/卡车之家特约作者:开卡车的乐迪)

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