礦山機(jī)電畢業(yè)論多缸柴油機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書(shū)）題 目：多缸柴油機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì)姓 名： 張春暉 編 號(hào)： 90702273 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書(shū)姓名 張春暉 專業(yè) 礦山機(jī)電專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）題目： A·編制設(shè)計(jì) B·設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。設(shè)計(jì)題目： 專題（論文）題目：

2、指導(dǎo)老師： 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì) 人，出席 人答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名： 專業(yè) 年級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 評(píng) 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績(jī)： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)： 摘要柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能，各國(guó)都

3、在注重改善燃燒過(guò)程，研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。 現(xiàn)代的調(diào)整高性能柴油機(jī)由于熱效率比汽油機(jī)高、污染物排放比汽油機(jī)少， 作為汽車動(dòng)力應(yīng)用日益廣泛。經(jīng)過(guò)多年的研究、大量新技術(shù)的應(yīng)用，柴油機(jī)最大的問(wèn)題煙度和噪聲取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。 本文介紹了柴油機(jī)發(fā)展?fàn)顩r以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展水平，對(duì)柴油機(jī)做了從整體到局部的分析。結(jié)合我國(guó)柴油機(jī)的研究成果，對(duì)柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)行改進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和特點(diǎn)進(jìn)行介紹，并通過(guò)對(duì)柴油機(jī)體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在性能試驗(yàn)上進(jìn)行比較分析，為柴油機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了新的思路。關(guān)鍵字：柴油機(jī) ；內(nèi)燃機(jī)；機(jī)體；設(shè)計(jì)分析Abstract目錄前言.11國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)發(fā)展?fàn)顩r.61.1柴油機(jī)的發(fā)展歷史

4、.6柴油機(jī)的產(chǎn)生.61.2國(guó)外柴油機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展.6共軌與四氣門技術(shù).6高壓噴射和電控噴射技術(shù).6增壓中冷技術(shù).6排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的應(yīng)用.6后處理技術(shù).6柴油.7乳化柴油的應(yīng)用.7降低機(jī)油消耗.71.3我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展.81.4柴油機(jī)未來(lái)發(fā)展.10李斯特研究所(avl)觀點(diǎn)概述.10里卡多公司觀點(diǎn)概述.121.5柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析.14泵噴嘴技術(shù).16單體泵技術(shù).17高壓共軌技術(shù).182柴油機(jī)的工作原理.202.1二沖程柴油機(jī)的工作原理.20橫流換氣的二沖程柴油機(jī).242.2四沖程柴油機(jī)的工作原理.26 進(jìn)氣沖程.27 壓縮沖程.27 燃燒膨脹沖程.28 排氣沖程.2

5、93柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)分析.303.1曲軸.30曲軸整體的精細(xì)分析.30計(jì)算模型.30 3.1. 3曲軸與機(jī)體連結(jié)的處理辦法利用主從關(guān)系.30 3.1. 4曲軸的計(jì)算工況.303.1. 5曲軸的動(dòng)力學(xué)計(jì)算.31 3. 2連桿.31 3. 2.1連桿的精細(xì)分析.31 3. 2.2連桿方案設(shè)計(jì)的計(jì)算模型.31 3. 2.3連桿各種裝配預(yù)緊力的施加.32 3. 2.4連桿最后校核計(jì)算時(shí)的計(jì)算模型.323. 2.5工況與載荷.32 3. 3活塞.33活塞的精細(xì)分析.33活塞的溫度場(chǎng)分析.33組合活塞溫度場(chǎng)計(jì)算.33活塞的靜力分析.33計(jì)算模型.34計(jì)算載荷.34 3. 4氣缸蓋.34 關(guān)注的問(wèn)題.34

6、計(jì)算模型.35 缸蓋的計(jì)算.35 缸蓋螺栓裝配預(yù)緊力的施加.35缸蓋的機(jī)械負(fù)荷計(jì)算工況.35 3. 5機(jī)體.35機(jī)體的精細(xì)分析.35機(jī)體的計(jì)算模型.36機(jī)體的計(jì)算載荷.36機(jī)體的計(jì)算工況.36 3. 6增壓器渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子.37 增壓器渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的精細(xì)分析.37 作用載荷.37計(jì)算模型.37 3. 7增壓器壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子.38增壓器壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的精細(xì)分析.38壓氣機(jī)計(jì)算的特點(diǎn).38作用載荷.38計(jì)算模型.38 3. 8葉輪.38葉輪的彈塑性計(jì)算.38 預(yù)超速制造工藝.394柴油機(jī)機(jī)體的總體設(shè)計(jì).40 4.1機(jī)體的概況.40 4.2機(jī)體工作條件.41 4.3機(jī)體設(shè)計(jì)要求.41 4.4機(jī)體基本尺寸.42 橫

7、向尺寸.42 縱向尺寸.42 機(jī)體壁厚.43機(jī)體具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn).444.5 整機(jī)主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定.45 氣缸數(shù)的選擇.45 氣缸直徑的確定.45 活塞行程s與氣缸直徑D比值的確定.464.6 柴油機(jī)的基本計(jì)算分析.48 瞬時(shí)氣缸工作容積的計(jì)算.48 發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能參數(shù)計(jì)算.484.7機(jī)體加工工藝過(guò)程.51 全線工藝流程圖如下.515總論和展望.53 5.1 全文總結(jié).53 5.2 展望.54參考文獻(xiàn).55致 謝.56 1國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)發(fā)展?fàn)顩r1.1柴油機(jī)的發(fā)展歷史柴油機(jī)的產(chǎn)生1.2國(guó)外柴油機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 共軌與四氣門技術(shù) 高壓噴射和電控噴射技術(shù) 增壓中冷技術(shù) 排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)

8、的應(yīng)用 后處理技術(shù) 柴油 乳化柴油的應(yīng)用 降低機(jī)油消耗 1.3我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)80年代以來(lái)有了較快的發(fā)展， 隨著一批先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)柴油機(jī)總體技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)外80年代末90年代初水平， 一些國(guó)外柴油機(jī)近幾年開(kāi)始采用的排放控制技術(shù)在少數(shù)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)上也有應(yīng)用。最新開(kāi)發(fā)投產(chǎn)的柴油機(jī)產(chǎn)品的排放水平已經(jīng)達(dá)到歐1排放限值要求，一些甚至可以達(dá)到歐2排放限值要求。但我國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展仍然面臨著許多問(wèn)題。 （1）我國(guó)重型柴油車的產(chǎn)量在逐年增加，中型、輕型車柴油化步伐也在加快，但在微型汽車、轎車領(lǐng)域，柴油車所占比例仍為零。而另一方面，我國(guó)中型柴油機(jī)市場(chǎng)已呈現(xiàn)供

9、大于求，輕型柴油機(jī)市場(chǎng)也趨向飽和，但骨干企業(yè)正在生產(chǎn)的多數(shù)產(chǎn)品從技術(shù)角度已應(yīng)是淘汰產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆?（2）柴油機(jī)行業(yè)投入不足，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)工藝水平、規(guī)模發(fā)展和自主開(kāi)發(fā)能力的提高。 現(xiàn)在，我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，整體技術(shù)水平落后于國(guó)際先進(jìn)水平10至20年，也落后于國(guó)內(nèi)車用汽油機(jī)的發(fā)展，還不具備完整的全新柴油機(jī)產(chǎn)品和關(guān)鍵零部件開(kāi)發(fā)能力。 許多國(guó)外已經(jīng)普遍采用的技術(shù)在我國(guó)仍處于研究階段，有些甚至仍是空白。 （3）我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)的落后、產(chǎn)品質(zhì)量差以及車輛使用中維修保養(yǎng)措施不力，導(dǎo)致低性能、高排放柴油車在使用中對(duì)城市環(huán)境和大氣質(zhì)量造成不良影響，使社會(huì)產(chǎn)生"厭柴"心理。（4）柴油

10、品質(zhì)差、柴油標(biāo)準(zhǔn)的制修訂嚴(yán)重滯后于汽車工業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及各種新技術(shù)、改善柴油機(jī)排放措施的應(yīng)用造成障礙。 有關(guān)專家近日指出，應(yīng)逐步減少行政干預(yù)，加強(qiáng)宏觀調(diào)控。不同類型的車輛均應(yīng)以滿足法規(guī)作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)和支持技術(shù)先進(jìn)柴油車的使用；做好車用柴油機(jī)發(fā)展的全面規(guī)劃，有步驟、有計(jì)劃地解決技術(shù)水平落后、產(chǎn)品不全、"缺重少轎"等問(wèn)題，從而提高柴油機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量；加大對(duì)柴油機(jī)的科技投入，開(kāi)展重點(diǎn)科技項(xiàng)目的攻關(guān)工作；盡快建立和完善排放及能源法規(guī)；盡快實(shí)施燃油稅，汽油和柴油的燃油稅應(yīng)同時(shí)實(shí)施，對(duì)高品質(zhì)的燃油實(shí)行稅收優(yōu)惠政策；采取切實(shí)可行的措施以提高車用柴油的品質(zhì)，并盡快制定

11、車用柴油標(biāo)準(zhǔn)。 科技部、中國(guó)內(nèi)燃機(jī)、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、大眾汽車公司以及國(guó)內(nèi)柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)等國(guó)內(nèi)外知名汽車專家們呼吁：應(yīng)當(dāng)用一分為二的觀點(diǎn)來(lái)看待各種車用動(dòng)力的發(fā)展，以完善的法規(guī)、科學(xué)的政策引導(dǎo)車輛的使用，以是否滿足標(biāo)準(zhǔn)限值作為衡量一個(gè)產(chǎn)品能否在市場(chǎng)銷售的唯一標(biāo)準(zhǔn)，有效發(fā)揮各種車用動(dòng)力形式在不同運(yùn)輸環(huán)境中的作用。我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)的攻關(guān)重點(diǎn)應(yīng)放在電控技術(shù)、排放后處理技術(shù)、整機(jī)開(kāi)發(fā)和匹配技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究和材料開(kāi)發(fā)上；提高柴油品質(zhì)，為各類柴油機(jī)新技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；把高速公路使用8噸以上柴油載貨車作為我國(guó)柴油車發(fā)展的重點(diǎn)，并為發(fā)展柴油轎車做好前期準(zhǔn)備。1.4柴油機(jī)未來(lái)發(fā)展李斯特研究所(avl)觀點(diǎn)概述

12、高速柴油機(jī)一直朝著為節(jié)約燃油、高可靠性和高耐久性、低生產(chǎn)成本及低排氣污染的方向發(fā)展。這些要求對(duì)于商用車輛和其它重型車輛，經(jīng)濟(jì)性和可靠性居于首位，因此大多采用高效率的直噴式柴油機(jī)。對(duì)于客車和其它輕型車用的柴油機(jī)主要采用渦流室式和預(yù)燃式等非直接噴射式柴油機(jī)。但由于燃料危機(jī)，為輕型車取得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果也促進(jìn)了高速直噴式柴油機(jī)的發(fā)展。（1）改進(jìn)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)，提高氣體流速和利用有效渦流提高容積效率；（2）改善燃油與空氣混合的新型燃燒室;（3）改進(jìn)噴嘴設(shè)計(jì)，使其更好地與燃燒室匹配；（4）通過(guò)渦輪增壓，利用排氣能量；（5）提高渦輪增壓效率，特別是改進(jìn)后彎曲葉輪壓縮機(jī)，使柴油機(jī)效率和比功率提高；（6）中

13、冷增壓技術(shù)的發(fā)展，可使渦輪增壓柴油機(jī)得到更高的功率輸出。這些成就由于加速了燃燒過(guò)程，可以獲得更高的功率和更低的油耗。然而，今天的柴油機(jī)之所以有較低的比油耗，也與改進(jìn)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分不開(kāi)，如采用輕型活塞、減少活塞環(huán)數(shù)量、采用小型軸承和更先進(jìn)的曲軸平衡技術(shù)等。當(dāng)然，這些成就是經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展才取得的。燃油經(jīng)濟(jì)性在柴油機(jī)發(fā)展過(guò)程中始終保持它的重要位置。然而，有害廢氣排放的限制，今天已占據(jù)了首位。面臨這些挑戰(zhàn)，燃料噴射系統(tǒng)是關(guān)鍵性的，特別是電子控制。為減少摩擦損失，還需要改進(jìn)活塞和活塞環(huán)，采用陶瓷和高強(qiáng)度纖維或復(fù)合材料等新材料，改進(jìn)潤(rùn)滑方式，以及減少氣門組附加損失等。渦輪增壓技術(shù)是發(fā)展重點(diǎn)，其目

14、標(biāo)仍是可提高柴油機(jī)效率的可變渦輪形狀、兩級(jí)渦輪增壓和中冷增壓。由于復(fù)合增壓裝置可使燃油經(jīng)濟(jì)性得到普遍的改善，因此增壓技術(shù)也可能應(yīng)用于輕型柴油機(jī)。為降低車用柴油機(jī)噪聲，精心設(shè)計(jì)噴射系統(tǒng)和燃燒室，并使之趨向于完全燃燒。另外，有限元分析法可使燃燒室和活塞傳遞到柴油機(jī)表面的噪聲最小，隔噪和屏蔽也可以減小輻射和噪聲。 使通過(guò)改進(jìn)燃燒系統(tǒng)可得到很低的排放污染，但排放有害物的收集和處理仍是當(dāng)前柴油機(jī)發(fā)展的主要內(nèi)容。因?yàn)樵?0年代末和90年代初，各國(guó)都對(duì)有害物排放標(biāo)準(zhǔn)的限制十分重視。燃油經(jīng)濟(jì)性、有害排放物及油品的挑戰(zhàn)要求有更為復(fù)雜的儀器和設(shè)計(jì)，因而生產(chǎn)成本在世界汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中十分重要。未來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)將通過(guò)設(shè)計(jì)盡

15、可能降低生產(chǎn)成本，這就要求部件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)自動(dòng)化。當(dāng)然成本觀念中也要考慮維修和備件所占的比例。未來(lái)的挑戰(zhàn)取決于計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和分析技術(shù)。有限元分析法也已經(jīng)延伸到柴油機(jī)動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)領(lǐng)域，新的模擬技術(shù)可分析活塞在任意位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體的三維流動(dòng)結(jié)構(gòu)，從而可揭示燃燒過(guò)程中燃油噴射和混合氣的形式。激光多普勒風(fēng)速計(jì)成功地應(yīng)用于柴油機(jī)研制和輔助摸擬技術(shù)，高速照相技術(shù)的新進(jìn)展可直接觀察燃燒實(shí)況，且不影響柴油機(jī)的燃燒過(guò)程。自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的迅速采集和處理，有助于更快地評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)參數(shù)變化所產(chǎn)生的效果。這些新工具的應(yīng)用，將加深對(duì)柴油機(jī)復(fù)雜燃燒過(guò)程和狀況的認(rèn)識(shí)，從而提高未來(lái)高速柴油機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。里卡

16、多公司觀點(diǎn)概述柴油燃燒系統(tǒng)的發(fā)展與燃油噴射密切相關(guān)，里卡多慧屋燃燒系統(tǒng)已經(jīng)取得了領(lǐng)先的發(fā)展。它通過(guò)改進(jìn)燃燒理論，促使了渦流燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并減小了能量損失，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。近來(lái)噴油器和電熱塞的微型化，使它們?cè)跍u流燃室上的安裝有更大的自由度。由于柴油機(jī)比汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好，所以它已應(yīng)用于輕型車。隨著對(duì)燃燒認(rèn)識(shí)的深化而導(dǎo)致的平穩(wěn)燃燒系統(tǒng)、緊湊型四氣門燃燒室和復(fù)雜工況下三元催化劑的控制，也使近幾年汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性得到改善。面對(duì)這種挑戰(zhàn)，直噴式柴油機(jī)如何在輕型汽車上開(kāi)發(fā)應(yīng)用還必須加強(qiáng)。這就要求常規(guī)的燃燒室形狀，根據(jù)載荷要求和轉(zhuǎn)速負(fù)荷范圍成比例的縮小。如果使用足夠小的噴油器孔，能夠在柴油機(jī)低速低負(fù)荷下使

17、燃油霧化良好，那么按全負(fù)荷所需的噴油量噴射也是可行的。但輕型客車上常使用的噴油泵-油管-噴油器難于滿足要求，而整體式噴油器卻具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗鼞?yīng)用可變小口柱針式噴嘴，無(wú)須用直噴式系統(tǒng)那樣的噴射壓力，濕壁油膜燃燒系統(tǒng)也能平穩(wěn)地燃燒，這在冷車怠速狀況下很重要。盡管以上三種燃燒系統(tǒng)現(xiàn)階段還不能預(yù)測(cè)其市場(chǎng)。但無(wú)論使用哪一種系統(tǒng)都屬于電子控制燃油噴射系統(tǒng)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制，可保證可靠的燃油經(jīng)濟(jì)性及較低的排放物和噪聲。人們也希望計(jì)算機(jī)能控制噴射率，以進(jìn)一步降低噪聲。渦輪增壓在150kw以上的重型機(jī)上使用已經(jīng)很常見(jiàn)，廢氣渦輪增壓、進(jìn)氣中冷和改進(jìn)燃油噴射系統(tǒng)已經(jīng)使柴油機(jī)比功率達(dá)到25kw/l，而熱效率達(dá)到42

18、%。隨著市場(chǎng)需要及設(shè)計(jì)、材料和潤(rùn)滑油的進(jìn)步，柴油機(jī)的可靠性和耐久性也已提高，使廢氣渦輪增壓在輕型柴油機(jī)上的應(yīng)用更加廣泛。不僅提高了低轉(zhuǎn)速扭矩，也減少了柴油機(jī)尺寸，改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。排氣壓力波增壓器比常規(guī)的廢氣渦輪增壓器具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗€有瞬時(shí)響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)階段，常規(guī)的往復(fù)式四沖程柴油機(jī)在發(fā)電機(jī)組以后的發(fā)展主要是材料和控制系統(tǒng)。材料的發(fā)展包括鋁、鎂、粉末冶金材料、塑料、耐磨陶瓷材料的應(yīng)用，以及阻尼層壓材料、低噪聲平滑凝結(jié)材料及強(qiáng)化纖維材料的使用等。柴油機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)電子技術(shù)得到了變革，如可變配氣相位、可變廢氣渦輪增壓、可變排量以及電子燃料噴射系統(tǒng)等。電子控制還可以擴(kuò)展應(yīng)用于操作自動(dòng)化、排氣凈化

19、以及故障診斷等。低成本的智能傳感器，或許可用一個(gè)專家系統(tǒng)來(lái)分析數(shù)據(jù)和指導(dǎo)維修操作，以保證車輛使用可靠性，并延長(zhǎng)柴油機(jī)壽命，減少維修和預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障。另外，隨著柴油機(jī)燃燒模擬技術(shù)的發(fā)展，不僅可以幫助選擇進(jìn)排氣參數(shù)，節(jié)約柴油機(jī)研制時(shí)間，還可預(yù)示燃油噴射系統(tǒng)的最佳匹配。盡管摸擬和預(yù)測(cè)具有一定的超前性，但儀器儀表、數(shù)據(jù)庫(kù)和控制系統(tǒng)的進(jìn)展使我們加深了對(duì)柴油機(jī)本質(zhì)特性的認(rèn)識(shí)。目前，高速照相和激光多普勒風(fēng)速計(jì)評(píng)估燃燒和氣流運(yùn)動(dòng)的技術(shù)也已成熟。1.5柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析通常發(fā)電用柴油機(jī)是車輛、傳播及工程機(jī)械用柴油機(jī)的變型產(chǎn)品，因而電控技術(shù)的發(fā)展必然受到主要產(chǎn)品的影響，進(jìn)入20世紀(jì)后期，由于柴油車廢氣污染

20、物排放法規(guī)和汽油車一樣日趨嚴(yán)格，同時(shí)改善柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的要求也進(jìn)一步提高，因此在汽油機(jī)電控技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始對(duì)柴油機(jī)電控技術(shù)電子噴射進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和研究，并初步投入使用。電子噴射技術(shù)與電子調(diào)速技術(shù)既有相同點(diǎn)，有又有根本的區(qū)別，電子噴射還具有用電信號(hào)控制噴油時(shí)刻、噴油壓力，完全取消了燃油系統(tǒng)中的機(jī)械結(jié)構(gòu)。上世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的電控柴油噴射系統(tǒng)主要有以下兩種形式：一是BOSCH公司共軌式電控柴油噴射系統(tǒng)。其特點(diǎn)是系統(tǒng)中有一公共高壓油軌，用高壓（或中：壓）輸油泵向公共油軌中泵油，用電磁閥對(duì)油軌中的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。高壓（或中壓）的柴油由公共油軌分別通向各缸噴油器，由裝在噴油器內(nèi)的電磁閥控

21、制噴油量和噴油正時(shí)，噴油壓力或直接決定；于共軌中的壓力，或由噴油器中的增壓活塞對(duì)從：公共油軌來(lái)的燃油進(jìn)行增壓。共軌式電控噴油系統(tǒng)可以同時(shí)控制噴油量、噴油正時(shí)、噴油壓力、噴油速率，且能實(shí)現(xiàn)高壓噴射滿足排放要求。同時(shí)，早期采用傳統(tǒng)高壓油泵-高壓油管-噴油器的噴油系統(tǒng)柴油機(jī)上使用，結(jié)構(gòu)變化很小。二是、PERKINS公司共軌式電控柴油噴射系統(tǒng)，它是在BOSCH公司電噴系統(tǒng)基礎(chǔ)上的改進(jìn)。該系統(tǒng)無(wú)高壓油泵，電噴系統(tǒng)主要由電子控制模塊、高壓潤(rùn)滑油供應(yīng)泵、噴注壓力調(diào)節(jié)閥、噴油器等組成。其傳感器包括：曲軸位置傳感器、增壓壓力感應(yīng)器、噴油壓力控制傳感器、潤(rùn)滑油濕度傳感器、水溫傳感器、油壓傳感器。隨著柴油技術(shù)日益發(fā)

22、展，人們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的無(wú)窮魅力：高扭矩、高壽命、低油耗、低排放，柴油機(jī)成為解決汽車能源問(wèn)題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。如今歐洲每推出一款新車都會(huì)配有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車型，而在中國(guó)能夠?qū)崿F(xiàn)這一舉措的可能只有一汽-大眾公司。但一個(gè)不爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)擺在了我們面前：隨著能源危機(jī)，溫室效應(yīng)的逐漸增加，人們對(duì)動(dòng)力性要求的提高，盡管電子燃油噴射已經(jīng)被廣泛使用，僅僅靠汽油車的解決方案不足以解決這些問(wèn)題。所以在汽車工業(yè)的腹地德國(guó)一刻也沒(méi)有停止對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。即使在國(guó)內(nèi)，目前采用柴油機(jī)也只有10余款，分別為捷達(dá)、寶來(lái)、奧迪、開(kāi)迪、江淮瑞風(fēng)等5款乘用車，福田沖浪、江鈴陸風(fēng)、華泰特拉卡、上海萬(wàn)豐、遼寧曙光等5款SUV。瑞風(fēng)柴

23、油車所搭載的2.5升柴油機(jī)是引進(jìn)韓國(guó)現(xiàn)代汽車公司D4BH發(fā)動(dòng)機(jī)，而一汽-大眾的4款柴油乘用車均采用德國(guó)大眾與博世公司合作的柴油機(jī)，這5款柴油乘用車全部是柱塞泵、泵噴嘴技術(shù)。柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：省油、環(huán)保、動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、維修方便，只要解決缺點(diǎn)就具有更大的市場(chǎng)前景，而實(shí)現(xiàn)電控柴油機(jī)的方案現(xiàn)在看來(lái)是一個(gè)很好的解決措施。實(shí)現(xiàn)柴油控制有三條技術(shù)路線圖，分別是單體泵、泵噴嘴和高壓共軌。目前主要的國(guó)際汽車配件供應(yīng)商都在進(jìn)行著柴油共軌噴射系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，如：博世、德?tīng)柛！⑽鏖T子、電裝公司、VDO和瑪格納-馬瑞利公司，它們是全球主要的共軌噴射系統(tǒng)供應(yīng)商，而目前在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)共軌柴油噴射系統(tǒng)的還只有博世一家。下面分別介紹三種

24、技術(shù)：泵噴嘴技術(shù)優(yōu)良的混合氣是提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性；降低排放率、噪音率的關(guān)鍵因素。這就要求噴射系統(tǒng)產(chǎn)生足夠高的噴射壓力，確保燃油霧化良好，同時(shí)還必須精確控制噴油始點(diǎn)和噴油量。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴(yán)格要求。因此，早在1905年柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)始人Rudolf diesel 先生就提出了泵噴油器概念，設(shè)想將噴油泵和噴嘴合成一體，省去高壓油管并獲得高噴射壓力。20世紀(jì)50年代，間歇控制泵噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就已應(yīng)用在輪船及卡車上。之后，Volkswagen和Robert Bosh AG公司合作研制出適用于乘用車的電磁閥控制泵噴射系統(tǒng)。其中主要部件作用如下：?jiǎn)蜗蜷y：發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，防止

25、燃油回流;旁通閥：若燃油內(nèi)有空氣，則通過(guò)此處排出。節(jié)流孔與過(guò)濾器：收集、分離供油管內(nèi)的氣泡;限壓閥1：調(diào)節(jié)供油管內(nèi)壓力大于0.75MPa時(shí)打開(kāi);限壓閥2：保持回油管內(nèi)壓力在0.10MPa;燃油泵：燃油泵是間歇式葉片泵，其優(yōu)點(diǎn)是在較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)也可供油。泵體內(nèi)油道使油泵轉(zhuǎn)子始終處于被燃油浸潤(rùn)的狀態(tài)，從而可隨時(shí)輸送燃油;燃油分配管集成：燃油分配管集成在缸蓋內(nèi)的供油管內(nèi)，其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油，在此，燃油與受熱燃油混合，并被泵噴嘴強(qiáng)制流回供油管。使供油管內(nèi)流向各缸的燃油溫度一致。所有泵噴嘴被提供相同量的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。否則，泵噴嘴的油溫將會(huì)不同，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油。這將

26、會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)并將在前幾個(gè)缸中產(chǎn)生極度高溫;燃油冷卻泵：使冷卻液在冷卻環(huán)路中循環(huán)。當(dāng)燃油溫度達(dá)到70，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)燃油冷卻泵繼電器將其接通。在國(guó)內(nèi)很多的乘用車上使用泵噴嘴，如：寶來(lái)TDI、途安TDI和奧迪TDI等。泵噴嘴技術(shù)相對(duì)之前的技術(shù)（如柱塞泵），已經(jīng)具有明顯改進(jìn)，而其最大的好處是大大增加了噴油壓力，其渦輪增壓泵噴嘴的噴射壓力都能達(dá)到200MPa以上。由于噴射壓力直接影響柴油燃燒做功效率，因此，泵噴嘴的燃燒效率很高。單體泵技術(shù)德?tīng)柛Ｔ谥匦蛙嚿喜捎脝误w泵系統(tǒng)。從成本上講，國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)從歐向歐升級(jí)時(shí)，如果采用單體泵，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)非常小，僅以外掛式的凸輪軸箱代替歐發(fā)動(dòng)機(jī)的直列泵就可。

27、當(dāng)從歐向歐升級(jí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)仍然不變，只要把歐系統(tǒng)里機(jī)械式噴油器改成德?tīng)柛５碾娍貒娪推?，形成雙電磁閥單體泵系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)不作大的調(diào)整下，就可以達(dá)到歐的排放水平.在性能方面，目前在國(guó)內(nèi)單體泵使用的壓力達(dá)到200MPa，當(dāng)向歐升級(jí)，這個(gè)壓力可以達(dá)到250 MPa。在單體泵上采用了類似于共軌I2C的系統(tǒng)一致性控制，來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。在供油控制方面，如果使用雙電磁閥單體泵系統(tǒng)，不僅可以對(duì)壓力進(jìn)行控制，還可以對(duì)噴射進(jìn)行控制，而且還可以采用多次噴射。它可以達(dá)到歐或者歐的標(biāo)準(zhǔn)。目前，德?tīng)柛５碾p電磁閥單體泵系統(tǒng)在歐洲大批量生產(chǎn)，主要供應(yīng)給歐標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，歐標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)系統(tǒng)正在做開(kāi)發(fā)工作。單體泵系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它的可靠性和壽命，這些性能已經(jīng)在歐洲和北美市場(chǎng)上得到了10