柴油發動機有多種常見的技術手段和優化措施,以下為您詳細介紹:
一、燃油噴射系統優化
高壓共軌技術
這是一種先進的燃油噴射技術。傳統的柴油噴射系統壓力較低且不穩定,而高壓共軌系統能夠將燃油壓力提高到很高的水平,一般可達 1600 - 2000bar 左右。
高壓共軌技術能夠實現燃油的準確噴射,通過電子控制單元(ECU)準確控制噴油時間、噴油量和噴油速率。例如,在發動機啟動時,可以實現多次預噴射,使燃油和空氣更好地混合,從而降低啟動時的噪音和振動,同時減少有害氣體的排放。
噴油嘴設計改進
采用多孔噴油嘴,使燃油能夠以更細的霧狀噴射到燃燒室內。這樣可以增 大燃油與空氣的接觸面積,讓燃油更充分地燃燒。比如,一些新型噴油嘴的噴孔數量從傳統的 4 - 6 個增加到 8 - 10 個,燃油噴霧角度也經過優化,使得燃油能夠在燃燒室內均勻分布。
二、進氣系統優化
渦輪增壓技術
渦輪增壓是柴油發動機常用的技術手段。渦輪增壓器利用發動機排出的廢氣推動渦輪旋轉,進而帶動同軸的壓氣機,將更多的空氣壓縮后送入發動機氣缸。
這樣可以增加進入氣缸的空氣量,使燃油燃燒更充分。例如,在高原地區,由于空氣稀薄,自然吸氣發動機功率會下降,而渦輪增壓柴油發動機能夠通過壓縮空氣,保證發動機的正常功率輸出,提高發動機的動力性和經濟性。
可變進氣道技術
通過改變進氣道的長度和截面積,可以根據發動機的轉速和負荷優化進氣量。在低轉速時,使用較長的進氣道,以增加進氣的慣性,提高進氣效率;在高轉速時,切換到較短的進氣道,滿足發動機大進氣量的需求。
三、燃燒過程優化
燃燒室形狀優化
設計合理的燃燒室形狀可以改善燃油和空氣的混合效果。例如,ω 形燃燒室能夠使燃油在燃燒室內形成良好的渦流,促進燃油和空氣的混合,加快燃燒速度,提高燃燒效率。
采用廢氣再循環(EGR)系統
EGR 系統將一部分廢氣重新引入進氣系統,降低燃燒室內的氧氣含量。這可以降低燃燒溫度,減少氮氧化物(NOx)的生成。同時,適當的廢氣再循環還可以改善燃燒過程的穩定性。
四、后處理技術優化
顆粒捕集器(DPF)
用于捕捉柴油發動機尾氣中的顆粒物,減少對大氣的污染。DPF 能夠過濾掉尾氣中大部分的碳煙顆粒,當顆粒積累到一定程度后,通過再生過程將顆粒燃燒掉,使捕集器恢復過濾功能。
選擇性催化還原(SCR)系統
SCR 系統主要用于降低尾氣中的氮氧化物。通過向尾氣中噴射尿素溶液,在催化劑的作用下,使尿素分解產生的氨氣與氮氧化物發生化學反應,將其轉化為氮氣和水,從而有效減少有害氣體的排放。