第2章 柴油发动机新技术
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柴油机新技术一柴油机所采取技术措施1 高压共轨燃油喷射系统近几年来,根据发动机的各种不同要求(如在小型厢式送车和客车上安装直喷发动机)促进了各种柴油机直喷系统的发展,在这些喷射系统的开发中均瞄准了特殊用途的要求,着重点不仅仅是增加了功率,而且也是适应减少燃油消耗、降低噪声和减少排放的要求,与传统的凸轮驱动系统相比,共轨喷油系统与柴油机的匹配方面表现出更好的适应性。
共轨式喷油系统于20世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。
高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能,压力产生与燃油喷射完全消除了彼此间的相互影响。
喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量,燃油在高压下贮存于高压蓄油器(轨道)中准备喷油,喷油量由操作者确定,喷油始点与喷油压力由ECU(电子控制单元)根据已贮存的图谱计算出来,ECU触发电磁阀,每缸的喷油器可相应地喷射燃油。
其优点主要有:(1)共轨系统中的喷油压力柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳喷射压力,从而优化柴油机综合性能。
(2)可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120~200 MPa),可同时控制NOx和微粒(PM)的排放,以满足排放法规要求。
(3)柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机NOx排放,又能保证优良的动力性和经济性。
(4)由电磁阀控制喷油,其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象,因此在柴油机运转范围内,循环喷油量变动小,各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低NOx排放。
但是NOx排放降低的同时会使得发动机生成更多的烟尘,烟尘一旦进入油底壳中,就很快与机油混合并随着机油一起在发动机中进行循环,造成对油品性能的损害而影响发动机的正常运转,缩短发动机的寿命。
而解决由烟尘所引起的问题基本上是由润滑油来解决,因此随着高压共轨系统的广泛应用,相应的润滑油开发工作也应同时进行。
2 采用增压中冷技术不但可显著提高发动机平均有效压力,降低排放和噪声,并能有效地提高燃油经济性,这一技术已应用到中、小缸径的柴油机中。
柴油发动机新技术论文柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。
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柴油发动机新技术论文篇一柴油发动机燃烧技术及汽车新能源摘要:汽车无疑是21世纪发展最为迅速,对人类影响最大的机械。
近几十年来,面对地球能源的日益短缺和环境保护的严重形势,人们对车用发动机的燃油经济性更加重视,节能减排受到广泛关注。
本文针对近年来柴油发动机燃烧技术以及其他汽车替代燃料的新能源开发应用进行了介绍和评论。
最后对柴油发动机燃烧新技术的今后发展进行了展望,指出了汽车科技在21世纪的发展方向,即改善燃烧技术并且研发应用新能源。
关键词:柴油发动机燃烧技术燃料新能源0 引言随着机动车保有量的迅速增加,全球石油能源临近枯竭。
同时,排放法规日益严格,要求大幅降低汽车尾气中NOx和PM等排放。
因此,燃油的经济性、节能减排受到广泛关注。
改善燃烧技术,研发汽车新能源渐渐成为一项重要的课题。
汽车的动力来源于发动机气缸内燃料燃烧所放出的热能。
传统的汽车发动机根据所用燃料种类区分,可分为柴油发动机和汽油发动机。
近年来,由于世界能源短缺和环保低碳的要求,人们开始开发新型清洁燃料,如甲醇、乙醇、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)等。
现在又大力开发混合动力汽车、电池电动汽车、电容电动汽车和太阳能汽车等。
1 柴油发动机燃烧技术柴油机汽车因压缩比高,燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右,所以燃油经济性较好、热效率较高。
但是传统的柴油机燃烧过程,是采用高压喷射将燃油喷入气缸,形成混合气,并借缸空气的高温自行发火燃烧。
如果燃烧不充分,极易产生NOx 、PM。
随着排放标准的提高,政府对节约能源与减少排放日益重视。
为达到排放法规和降低油耗的要求,应该加强新的燃烧方式的探索,开发出高性能低成本的先进柴油机。
近些年应运而生的先进的燃烧技术有:均质充量压缩点燃(HCCI)和低温燃烧(LTC)等。
他们与传统的燃烧模式相比有很多自身的优势,有足够的提高效率和降低排放的潜力,但还需要进一步的深入讨论和完善。
柴油机的新技术总体而言,柴油机的新技术可分为进气系统、燃烧室、燃油供给、电控喷射、排气后处理系统等几个方面。
1.进气系统新技术A.采用增压+ 中冷技术所谓“涡轮增压中冷”, 就是在柴油机采用的废气涡轮增压技术中, 附加中间冷却器( 简称“中冷器”) , 它利用排气中的剩余能量驱动废气涡轮增压器的压气机旋转, 对空气滤清器吸入的空气进行压缩并增压, 再送入柴油机的进气管, 使进入气缸摩擦所产生的部分热量, 使增压后的空气适当降温, 进一步提高进入燃烧室的空气密度。
B.采用多气门+ 可变配气相位(VTEC)由于发动机的运转速度范围较宽,固定的配气相位只能使一些工作状态处于最佳。
同时,两气门的结构流通截面相对较小,进、排气阻力较大,为减少排气阻力和泵气损失,采用多气门结构。
在不同的转速下,要想最高效率地利用进、排管内的气体的流动惯性,使尽可能多的新鲜空气充入气缸,尽可能多的废气排出,加强排气作用,就必须在不同的转速下采用不同的配气相位来满足要求。
目前,发动机的多气门采用的结构形式有四气门(二进二排) 和五气门(三进、二排) 。
采用多气门的技术能将燃烧室设计成对称布置,把喷油嘴垂直布置在气缸中央,使用多孔油束分布均匀,促进燃油与空气的混合,有助于燃油的充分混合。
目前采用的结构仍然是强制开启的凸轮装置。
现已有不少大的汽车公司正在实验完全用ECU 控制的电磁阀作为进、排气门,使气门开启能随不同工况而改变配气相位和气门升程。
就更能使发动机的经济性和排放性得到改善。
C.采用EGR 技术废气再循环(EGR) 系统是目前降低NOx 排放的简单有效的措施之一。
这种系统指将排气管内一部分排气再反流至进气管,并参与缸内循环,稀释缸内混合气,降低每循环的燃烧峰值温度,可降低NOx的生成速率!D.惯性增压这类方法是通过采用适当的进排气管来利用柴油机进、排气过程的气体动力现象,以增加冲入相同容积的汽缸的新鲜空气量。
它是通过提高汽缸的冲量系数来提高柴油机的功率的,不需要一套专设的增压器。
《柴油机维修技术》习题集第1章柴油机构造、拆装和试机1.1 柴油机总体构造1.1.1一.填空题1.柴油发动机是由、、、、和组成。
2.四冲程柴油机曲轴转二周,活塞在气缸里往复行程次,进、排气门各开闭次,气缸里热能转化为机械能一次。
3.柴油机的动力性指标主要有、;经济性主要指标是。
4.柴油机每一次将热能转化为机械能,都必须经过、、和这样一系列连续过程,称为柴油机的一个。
二、解释术语1.上止点和下止点2.压缩比3.活塞行程4.发动机排量5.柴油机有效转矩6.柴油机有效功率7.柴油机燃油消耗率三.判断题(正确打√,错误打×)1.柴油机各气缸的总容积之和,称为柴油机排量。
()2.柴油机的燃油消耗率越小,经济性越好。
()3.柴油机总容积越大,它的功率也就越大。
()4.活塞行程是曲柄旋转半径的2倍。
()5.发动机转速过高过低,气缸内充气量都减少。
()6.柴油机转速增高,其单位时间的耗油量也增高。
()7.柴油机最经济的燃油消耗率对应转速是在最大转矩转速与最大功率转速之间。
()四、选择题1.柴油机的有效转矩与曲轴角速度的乘积称之为()。
A.指示功率;B。
有效功率;C。
最大转矩;D。
最大功率。
2.燃油消耗率最低的负荷是()。
A.柴油机怠速;B。
柴油机大负荷时;C。
柴油机中等负荷时;D。
柴油机小负荷时。
五、问答题1.简述四冲程柴油机工作过程。
2.试从经济性角度分析,为什么汽车发动机将会广泛采用柴油机(提示:外特性曲线)?3.说出柴油机与汽油机相比较的特点。
1.1.2一、填空题1.曲柄连杆机构的功用是:转变为。
2.机体的作用是,安装,并承受。
3.气缸体的结构形式有、、三种。
YC6105和YC6108机型柴油机均采用。
4.YC6105QC型和YC6108QC型柴油机采用的是燃烧室。
5.曲柄连杆机构的主要零件可分为、和三个组。
6.机体组包括、、、等;活塞连杆组包括、、、等;曲轴飞轮组包括、、等。
7.气缸套有和两种。
第一部分柴油机使用说明柴油机使用注意事项警告:不遵守这些注意事项,将导致该柴油机提供的担保承诺失效,并有可能损坏柴油机发生人生安全事故。
用户在使用该柴油机时,要特别注意以下几点:一、操作注意事项1、新机须经50小时磨合运转,磨合运转不可满负荷运行和在恶劣环境下使用。
2、磨合运转结束后,要更换新机油,复紧气缸盖螺母,调整进排气门间隙后,方可投入正常使用。
3、严格按铭牌上标定的功率进行使用或配套,严禁超负荷、超转速或长期在低负荷低转速下运行。
4、柴油机起动后,应低速空载运行3~ 5分钟,严禁起动后立即高速、高负荷运转。
5、使用人员应熟悉柴汕机的工作原理和结构,坚持定期维护保养,发现故障及时排除,禁止柴油机带病运转,禁止柴油机在无人看管下长时间工作。
6、非发生飞车等重大事故的情况下,禁止用减压的方式停车。
7、禁止在水箱中加入脏污或盐、碱的水。
8、使用本说明书中规定牌号的柴油和机油,油料在使用前需充分沉淀和过滤干净,加油器具应保持清洁,机油要定期更换。
9、油浴式空气滤清器要按使用说明书中的规定加入定量机油,定期清洗、养护并更换机油。
必要时予以更换滤芯。
10、柴油机的进、排气门严禁进水,特别在运行过程中,否则会造成柴油机致命故障。
11、气温低于0℃时,停机后应适时放出冷却水,防止冻裂机体和气缸盖。
12、按本说明书要求进行磨合和保养。
13、请详细阅读并精心保存《柴油机三包凭证》,提出三包要求时,必须同时提供有效发票及相应《柴油机三包凭证》。
二、安全注意事项1、禁止儿童、动作缓慢的老人及癫痫患者等非行为能力人进入工作场所。
2、身体不舒服或情绪不好时不要运转发动机。
3、切勿在饮酒后运转发动机。
4、安装皮带轮时,应拧紧紧固螺栓及防松弹簧垫圈,柴油机与配套机械的外露旋转零件,用户应安装防护装置,安装时允许用油箱支架螺栓、吊环螺栓及排气管紧固螺栓等处作为防护装置的紧固支点。
定期检查柴油机各紧固螺栓的松紧程度,并及时予以紧固。