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[摘 要]本文介绍了柴油发动机技术的改进，提出了提高柴油机动力性和经济性的技术措施。望对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
[关键词]车用柴油发动机；动力不足；原因；排除
中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0270-01
1前言
在车用柴油发动机动力不足的原因与排除中，是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2柴油发动机的优越性
2.1动力性方面
柴油发动机具有功率大、动力性能好的特点。其压缩比一般为16-22，而汽油机的压缩比一般为6-11；如果采用增压技术柴油机的功率还可以进一步增大，如美国康明斯柴油发动机功率高达448KW，这对于汽油机是不可思议的。
2.2燃油经济性方面
柴油机的燃油方式决定了它具有优越的燃油经济性。汽油机的热效率一般为20-30%，而柴油机的热效率可达30-40%。依资料，以质量为0.8-1.5T的轿车百公里油耗比较：汽油车约为5-8.2L，非直喷式柴油车约为4.6-8L，直喷式柴油车约为5-6L，柴油车比汽油车低30%左右。
2.3环保方面
由于柴油车处于过量空气的情况下工作，燃料燃烧充分，而且柴油机的燃料是在燃烧前高压喷入燃烧室，雾化良好，而且柴油发动机燃烧室温度与汽油机相比要低得多，柴油发动机的排放污染也要少得多，而且随着柴油机排放技术水平的不断提高，以及先进柴油机技术的应用，排放问题逐渐得以改善，除了微粒排放外，柴油机轿车的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等污染物排放量已远低于汽油机轿车，尤其在二氧化碳的排放方面有明显的优势，可减少45%以上的温室气体排放。
3柴油发动机技术的改进
3.1柴油品质的提高
由于我国柴油的质量严重影响了柴油发动机技术的发展，从而制约了柴油机轿车的广泛应用，因此石化行业应该加大柴油品质的投资力度，提供高品质的柴油。
3.2新技术在柴油发动机上的应用
3.2.1高压共轨电子控制燃油喷射技术
共轨式电控燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分别送到每个喷油器并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧空燃比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。
柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为他集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是：
（1）采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀；
（2）采用共轨方式供油；
（3）高速电磁开关阀频响高、控制灵活；
（4）系统结构移植方便，适应范围宽。
共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善噪声、油耗等方面的综合性能。
3.2.2采用多气门技术
在柴油机上采用多气门技术是满足更严格排放指标的有效途径。由于缸盖上的喷油嘴和活塞上的燃烧室凹坑分布在气缸中央，从而优化了进气涡流和油雾分布以及活塞与喷油器的冷却条件、并可实现涡轮比在不同转速下的变化，这使混合气的形成进一步优化，因而在提高动力性和经济性的同时减少了NOX排放，但增加了成本和经济的复杂性。在燃用汽油的大、中、小型轿车中，多气门技术已经作为成熟技术得到了应用。
3.3增压中冷技术
废气涡轮增压可提高进气压力、增大空气的供给量，提高了气缸内平均有效压力、过量空气系数和整个循环的平均温度，使燃油燃烧完全，可使柴油机的颗粒状物质的排放量降低50%左右，并加少了CO和HC的排放。
柴油机采用进气增压技术后，由于压缩温度升高，在动力性和经济性提高的同时，NOX的排量也必然增加。但增压柴油机在采用中冷技术以后，增压空气在进入气缸以前被冷卻，在一定程度上可抑制NOX的排放。因此，采用该技术可使柴油机NOX的排放降低。
3.4采用废气再循环技术
采用废气再循环技术（EGR）是降低NOX排放的一项极为有效的措施，目前只有在汽油机上得到了较为成熟的运用。EGR在所有负荷条件都可以有效减少NOX的排放。将定量废弃气引入柴油机进气系统中，再循环到燃烧室内，有利于点火延迟，增加了参与反应物质的热容量以及CO2和H2O、N2等惰性气体对氧气的稀释作用，从而可降低燃烧最高温度，减少NOX的生成。
4提高柴油机动力性和经济性的技术措施
4.1保持气缸进排气顺畅
当柴油机的换气系统受到污物堵塞后，排气与进气都受阻，严重到一定程度后，在气缸内，便会出现“排气不净，充气不足”的问题，充气量降低，由于缺氧，导致喷入气缸的柴油不能及时地、完全地燃烧，油耗增大，功率下降等问题。在使用柴油机过程中，为使气缸进排气顺畅，对换气系统应采取以下措施：
按时更换或清洗滤芯，但不能运用在滤芯或空气滤清器外面包一层纱布的方法以延长滤芯的使用寿命；在保持正常油面高度的同时，按时清洗油浴式空气滤清器的油盘；按时清洗消音器隔音板、进排气管道的污物尤其是积炭，但不能任意改用直径小的进排气管道或加长进排气管道。
4.2保持气缸内良好的密封性
4.2.1导致气缸密封性不良的原因包括：①安装时活塞环对口以及活塞环边间隙、开口间隙失准；②气门弹力减弱或弹簧拆断，气门积炭或磨损，造成空气滤清器滤清效果不良，大量灰尘和杂质进入气缸；③燃烧气体中的酸腐蚀以及柴油中的机械杂质，使活塞环、活塞乃至气缸产生不正常的磨损。上述种种原因，都会造成燃气漏入曲轴箱而产生负压，增大功率消耗，减少有用功。同时，气缸内不能建立正常压缩压力，而且压缩终了气缸内温度偏低，空气运动减弱，导致不能形成良好的可燃混合气而燃烧不完全，结果使柴油机功率下降，油耗增大，动力性和经济性受影响。因此，在使用柴油机过程中应保持气缸内良好的密封性。
4.2.2为保持气缸内良好的密封性，应采取以下措施：①按时检查活塞环的开口间隙、边间隙、气门弹簧的技术状态、气门与气门座的密封性、空气滤清器。②添加经沉淀后的柴油。
4.3保持正确的配气相位
检测数据表明，当柴油机使用2至3年后，由于气门间隙变化，定时齿轮安装与调整不当，配气机构零件变形以及磨损等原因，均能改变配气相位，引起持续角变化和气门关闭失常，影响进排气效率。如果配气相位误差3°至5°，气门间隙增加0.2mm，那么，持续角分别平均减小3.4°和2.4°，有效功率的下降幅度为0.09至0.11kw，耗油量的上升幅度为5.13至5.46g/（kw·h），所以，配气相位不正，对柴油机动力性和经济性指标影响很大。配气正时，能使柴油机在运转时排气净，进气足，柴油在气缸内能及时地、完全地燃烧，增大热效率。据此，在使用中，为弥补配气相位的误差，应以“排气净，进气足”，充分发挥柴油机潜在功率为目的，以保证准确的配气相位为原则，根据柴油机实际情况，按时检查、合理调整气门间隙和开闭时刻，使换气过程尽可能完善。
5结束语
总之，在当前各种条件下，车用柴油发动机动力不足的原因与排除工作的实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。
参考文献
[1]宋福昌，康明斯ISBE高压共轨柴油机维修手册，机械工业出版社.2016（21）：88-89.
[2]母忠林，柴油机维修技巧与故障案例分析，机械工业出版社，2010.
[关键词]车用柴油发动机；动力不足；原因；排除
中图分类号：U472.43 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0270-01
1前言
在车用柴油发动机动力不足的原因与排除中，是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2柴油发动机的优越性
2.1动力性方面
柴油发动机具有功率大、动力性能好的特点。其压缩比一般为16-22，而汽油机的压缩比一般为6-11；如果采用增压技术柴油机的功率还可以进一步增大，如美国康明斯柴油发动机功率高达448KW，这对于汽油机是不可思议的。
2.2燃油经济性方面
柴油机的燃油方式决定了它具有优越的燃油经济性。汽油机的热效率一般为20-30%，而柴油机的热效率可达30-40%。依资料，以质量为0.8-1.5T的轿车百公里油耗比较：汽油车约为5-8.2L，非直喷式柴油车约为4.6-8L，直喷式柴油车约为5-6L，柴油车比汽油车低30%左右。
2.3环保方面
由于柴油车处于过量空气的情况下工作，燃料燃烧充分，而且柴油机的燃料是在燃烧前高压喷入燃烧室，雾化良好，而且柴油发动机燃烧室温度与汽油机相比要低得多，柴油发动机的排放污染也要少得多，而且随着柴油机排放技术水平的不断提高，以及先进柴油机技术的应用，排放问题逐渐得以改善，除了微粒排放外，柴油机轿车的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等污染物排放量已远低于汽油机轿车，尤其在二氧化碳的排放方面有明显的优势，可减少45%以上的温室气体排放。
3柴油发动机技术的改进
3.1柴油品质的提高
由于我国柴油的质量严重影响了柴油发动机技术的发展，从而制约了柴油机轿车的广泛应用，因此石化行业应该加大柴油品质的投资力度，提供高品质的柴油。
3.2新技术在柴油发动机上的应用
3.2.1高压共轨电子控制燃油喷射技术
共轨式电控燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分别送到每个喷油器并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧空燃比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。
柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为他集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是：
（1）采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀；
（2）采用共轨方式供油；
（3）高速电磁开关阀频响高、控制灵活；
（4）系统结构移植方便，适应范围宽。
共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善噪声、油耗等方面的综合性能。
3.2.2采用多气门技术
在柴油机上采用多气门技术是满足更严格排放指标的有效途径。由于缸盖上的喷油嘴和活塞上的燃烧室凹坑分布在气缸中央，从而优化了进气涡流和油雾分布以及活塞与喷油器的冷却条件、并可实现涡轮比在不同转速下的变化，这使混合气的形成进一步优化，因而在提高动力性和经济性的同时减少了NOX排放，但增加了成本和经济的复杂性。在燃用汽油的大、中、小型轿车中，多气门技术已经作为成熟技术得到了应用。
3.3增压中冷技术
废气涡轮增压可提高进气压力、增大空气的供给量，提高了气缸内平均有效压力、过量空气系数和整个循环的平均温度，使燃油燃烧完全，可使柴油机的颗粒状物质的排放量降低50%左右，并加少了CO和HC的排放。
柴油机采用进气增压技术后，由于压缩温度升高，在动力性和经济性提高的同时，NOX的排量也必然增加。但增压柴油机在采用中冷技术以后，增压空气在进入气缸以前被冷卻，在一定程度上可抑制NOX的排放。因此，采用该技术可使柴油机NOX的排放降低。
3.4采用废气再循环技术
采用废气再循环技术（EGR）是降低NOX排放的一项极为有效的措施，目前只有在汽油机上得到了较为成熟的运用。EGR在所有负荷条件都可以有效减少NOX的排放。将定量废弃气引入柴油机进气系统中，再循环到燃烧室内，有利于点火延迟，增加了参与反应物质的热容量以及CO2和H2O、N2等惰性气体对氧气的稀释作用，从而可降低燃烧最高温度，减少NOX的生成。
4提高柴油机动力性和经济性的技术措施
4.1保持气缸进排气顺畅
当柴油机的换气系统受到污物堵塞后，排气与进气都受阻，严重到一定程度后，在气缸内，便会出现“排气不净，充气不足”的问题，充气量降低，由于缺氧，导致喷入气缸的柴油不能及时地、完全地燃烧，油耗增大，功率下降等问题。在使用柴油机过程中，为使气缸进排气顺畅，对换气系统应采取以下措施：
按时更换或清洗滤芯，但不能运用在滤芯或空气滤清器外面包一层纱布的方法以延长滤芯的使用寿命；在保持正常油面高度的同时，按时清洗油浴式空气滤清器的油盘；按时清洗消音器隔音板、进排气管道的污物尤其是积炭，但不能任意改用直径小的进排气管道或加长进排气管道。
4.2保持气缸内良好的密封性
4.2.1导致气缸密封性不良的原因包括：①安装时活塞环对口以及活塞环边间隙、开口间隙失准；②气门弹力减弱或弹簧拆断，气门积炭或磨损，造成空气滤清器滤清效果不良，大量灰尘和杂质进入气缸；③燃烧气体中的酸腐蚀以及柴油中的机械杂质，使活塞环、活塞乃至气缸产生不正常的磨损。上述种种原因，都会造成燃气漏入曲轴箱而产生负压，增大功率消耗，减少有用功。同时，气缸内不能建立正常压缩压力，而且压缩终了气缸内温度偏低，空气运动减弱，导致不能形成良好的可燃混合气而燃烧不完全，结果使柴油机功率下降，油耗增大，动力性和经济性受影响。因此，在使用柴油机过程中应保持气缸内良好的密封性。
4.2.2为保持气缸内良好的密封性，应采取以下措施：①按时检查活塞环的开口间隙、边间隙、气门弹簧的技术状态、气门与气门座的密封性、空气滤清器。②添加经沉淀后的柴油。
4.3保持正确的配气相位
检测数据表明，当柴油机使用2至3年后，由于气门间隙变化，定时齿轮安装与调整不当，配气机构零件变形以及磨损等原因，均能改变配气相位，引起持续角变化和气门关闭失常，影响进排气效率。如果配气相位误差3°至5°，气门间隙增加0.2mm，那么，持续角分别平均减小3.4°和2.4°，有效功率的下降幅度为0.09至0.11kw，耗油量的上升幅度为5.13至5.46g/（kw·h），所以，配气相位不正，对柴油机动力性和经济性指标影响很大。配气正时，能使柴油机在运转时排气净，进气足，柴油在气缸内能及时地、完全地燃烧，增大热效率。据此，在使用中，为弥补配气相位的误差，应以“排气净，进气足”，充分发挥柴油机潜在功率为目的，以保证准确的配气相位为原则，根据柴油机实际情况，按时检查、合理调整气门间隙和开闭时刻，使换气过程尽可能完善。
5结束语
总之，在当前各种条件下，车用柴油发动机动力不足的原因与排除工作的实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。
参考文献
[1]宋福昌，康明斯ISBE高压共轨柴油机维修手册，机械工业出版社.2016（21）：88-89.
[2]母忠林，柴油机维修技巧与故障案例分析，机械工业出版社，2010.