央视网|中国网络电视台|网站地图
客服设为首页
登录

中国网络电视台 > 汽车台 > 汽车台资讯 >

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

发布时间:2012年05月29日 09:07 | 进入汽车论坛 | 来源:汽车探索 | 手机看视频


评分
意见反馈 意见反馈 顶 踩 收藏 收藏
channelId 1 1 1

在前面的文章中,我们为您详细介绍了柴油发动机的历史、发展以及其工作基本原理,接下来我们将深入介绍柴油发动机的供油系统,包括直接喷射 VS 间接喷射及柱塞式喷射泵系统 VS 共轨式喷射系统。

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

各种柴油系统比较:直接喷射 VS 间接喷射

  各种不同形式的柴油发动机除排气量的不同外,最大的差别在于其燃烧室及供油系统设计。柴油发动机依燃烧室设计不同,可分为直接喷射(DI)式及间接喷射(IDI)式两种,间接喷射又可分为预燃室型与涡流式型两大类。

直接喷射式:

  直接喷射发动机的缸头燃烧室设计是平的,主燃烧室位于活塞上端锻造成的特殊的凹陷空间内,并经过处于凹洞中央处的多孔型喷油嘴来完成迅速将燃油喷的之目的。

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

直接喷射式柴油发动机将燃油直接注入气缸中。

优点:

  燃烧室构造简单且表面积较小,热损失和耗油率低;

  缸头构造简单,受热变形机会小;

  发动机启动容易且不需预热塞;

  燃烧室表面积的容积率小,冷却损失亦小。

缺点:

  对燃油的可燃性级数的要求较高;

  需要较高的燃油喷射压力;

  使用的多孔型喷油嘴价格较高;

  喷油嘴微小的衰退会大大影响发动机的性能;

  因其气流涡动较弱,空气的使用率较差,不适合在高转速运作。

预燃室型间接喷射:

  预燃室位于主燃烧室上方,在燃烧冲程前期,喷油嘴将燃油喷入预燃室中产生局部燃烧,因而产生高温高压气体。随此压力,剩余的燃油经喷油嘴的油孔喷出并进入主燃烧室中,然后与涡动的空气混合来完全燃烧。预燃室型发动机,它的燃烧过程分两阶段完成,差别是在燃油与空气的混合是利用从预燃室所喷出的气流来完成。

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

预燃式型间接喷射柴油发动机,先在预燃室内点火,再点燃主燃烧室。

优点:

  因燃油喷射压力相对较低(80~150bar),燃油系统故障较率低且寿命较长;

  对燃油可燃性级数要求较低;

  运行较宁静且不易发生爆震;

  空气与燃油的混合状况较佳。

缺点:

  缸头构造复杂;

  因预燃室的表面积容量大,所以冷却损失亦较大;

  发动机启动困难且需预热系统;

  需较大启动扭力,也就是需要高功率的启动马达;

  耗油率较直接喷射式更高。

涡流型间接喷射:

  涡流型在压缩冲程期间,空气流入涡流室,当燃油喷入时会产生强大的涡动效果,然后到达燃烧室。燃油点燃是借着喷入涡流室的燃油与空气混合时产生强烈的循环而发生。在预燃室型式中,燃油仅局部被点燃,但在涡论室型式中,所有的燃油均被点燃。因此,涡流室的容积占整个燃烧室容积的70~80%以上。涡流室型式的燃烧特性介于直接喷射式与预燃室型式之间。

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

涡流型间接喷射是介于直接喷射和预燃室型间接喷射之间的设计。

优点:

  燃油与空气之混合状况较佳,发动机转速与平均有效压力可提升;

  具更低的喷射压力;

  因发动机的转速范围更广,发动机运转更平顺。

缺点:

  缸头构造复杂;

  热效率较直接喷射式低;

  在低速时容易发生爆震;

  在发动机启动期间需要预热塞。

各种柴油系统比较:柱塞式喷射泵系统 VS 共轨式喷射系统

  柴油发动机的燃烧方式是将燃油喷入燃烧室中,并于燃烧室中之空气混合来产生自燃。因此,为达最大性能与平稳运行的情况,必须有适当的喷油量与喷油时机。同时,在喷入燃油之时必须要让燃油以雾化形式来喷出以获取平顺的燃烧效果。简单的说,柴油发动机的供油系统必须在喷油量、喷油时间及燃油雾化三方面有准确的控制。

  下面我们将介绍柱塞式喷射泵系统及共轨式喷射系统这两种不同柴油发动机之供油系统。

  柱塞式喷射泵系统:

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

柱塞式喷射泵系统为传统的柴油发动机采用的供油系统,目前仍为中大型柴油发动机所使用。

  柱塞式喷射泵系统为传统柴油发动机所采用之供油系统,因为其制造技术成熟成本低,目前仍广为中大型柴油发动机采用。

  其运行方式是由供油泵将燃油自油箱吸至喷射泵内,喷射泵内有一凸轮轴,凸轮轴由发动机传动。凸轮轴转动使得凸轮依发动机旋转正时来压动控制各缸喷油压力的柱塞,以建立燃油压力,并将燃油藉由高压油管输送至各缸喷油嘴,并将燃油注入汽缸内,而喷油嘴的启闭是由发动机凸轮轴所控制。因为是由发动机运转来驱动喷射泵,所以燃油压力会随着发动机转速的不同而改变。

  柱塞式喷射泵系统虽广为柴油发动机采用,但因为其喷射泵是以机械方式驱动,无法依据发动机负荷状况提供精确的供油量;并且由于喷射泵至各缸的距离并不相同,使得输送至各缸的燃油压力不尽相同。这样的缺陷会降低发动机运转的精致性,并增加噪音、排污及油耗。

  共轨式喷射系统:

已非昔日阿蒙—21世纪的柴油发动机(二)

新的共轨式柴油发动机,具有控制精准、重量轻等优势,能有效控制排放。

  共轨式喷射系统是由高压泵将燃油加压,并输送至具有调压阀的共享油轨中,再由喷油嘴将油轨中的燃油注入汽缸中。目前应用于小型车及商旅车的共轨直喷发动机,是由发动机控制系统(ECU)来控制高压泵、调压阀及喷油嘴等组件之运作,使得燃油在极高的压力下,仍能依据当时之发动机负载及转速准确地调整喷油量,让发动机运转顺畅,并且运转噪音及排污量都较传统柴油发动机小了许多。并且喷油泵体积及重量也较柱塞式喷射泵小,减轻不少发动机重量。

热词:

  • 柴油机
  • 共轨技术
  • TDI
  • 柴油机: 柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机,它又常以主要发明者R.狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。吸入柴油机气缸内的空气因活塞的运动而受到较高程度的压缩,达到500~700℃的高温。燃油以雾状喷入高温空气中,与空气混合形成可燃混合气(见柴油机喷油系统),自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上,推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 来自:互动百科