国内外柴油机技术的发展36-第2页
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国内外柴油机技术的发展36-2
门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结；2.1.2降低机油消耗；柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的；2.1.3乳化柴油的应用；柴油加水掺合乳化剂，使其形成较为稳定的含水乳化柴；4.3%，且烟度和NOX排放下降明显；2.1.4后处理技术；柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放；2.1.5柴油；柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发
门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、HC 和 NOX 排放并提高热效率。2.1.2降低机油消耗柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。为了满足日益严格的柴油机（车）排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度，即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。2.1.3乳化柴油的应用柴油加水掺合乳化剂，使其形成较为稳定的含水乳化柴油，这类改进型燃料的使用可明显降低柴油机（车）的排放，尤其是NOX和PM。目前美国报道这方面进展较多，我国也在这方面进行研究，且已取得可喜进展。加水20%乳化柴油（70天不分层），在大型柴油机上100%负载工况下，功率不减，节油明显，动力输出比柴油上升4.3%，且烟度和NOX排放下降明显。然而，尽管这项技术对低排放有好处，但其潜在的问题如水结冰、水对发动机的腐蚀等问题尚待解决。2.1.4后处理技术柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放。目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发NOX 催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。2.1.5柴油柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机（车）正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要保证。例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放达54%，HC和NOX 排放达10%，PM排放减少14%～47%。发达国家已普遍使用燃料清净剂，既能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。2.2国内柴油机技术的现状我国柴油机产业自20世纪80年代以来有了较快的发展，随着一批先进机型和技术的引进，我国柴油机总体技术水平已经达到国外80年代末90年代初水平，一些国外柴油机近几年开始采用的排放控制技术在少数国产柴油机上也有应用。最新开发 投产的柴油机产品的排放水平已经达到欧?排放限值要求，一些甚至可以达到欧??排放限值要求[4]。2.2.1柴油机车的市场我国重型柴油车的产量在逐年增加，中型、轻型车柴油化步伐也在加快，但在微型汽车、轿车领域，柴油车所占比例仍为零。而另一方面，我国中型柴油机市场已呈现供大于求，轻型柴油机市场也趋向饱和，但骨干企业正在生产的多数产品从技术角度已应是淘汰产品，发展潜力不大[5]。如图2-1所示 图2-1
汽油机与柴油机的对比2.2.2我国柴油机的技术柴油机行业投入不足，严重制约了生产工艺水平、规模发展和自主开发能力的提高。现在，我国柴油机技术基础薄弱，整体技术水平落后于国际先进水平10至20年，也落后于国内车用汽油机的发展，还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力。许多国外已经普遍采用的技术在我国仍处于研究阶段，有些甚至仍是空白。我国柴油机技术的落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力，导致低性能、 高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响，使社会产生&厌柴&心理。柴油品质差、柴油标准的制修订严重滞后于汽车工业发展的需要，对柴油机技术的发展以及各种新技术、改善柴油机排放措施的应用造成障碍。有关专家近日指出，应逐步减少行政干预，加强宏观调控。不同类型的车辆均应以满足法规作为统一标准，鼓励和支持技术先进柴油车的使用；做好车用柴油机发展的全面规划，有步骤、有计划地解决技术水平落后、产品不全、&缺重少轿&等问题，从而提高柴油机的产品质量；加大对柴油机的科技投入，开展重点科技项目的攻关工作；尽快建立和完善排放及能源法规；尽快实施燃油税，汽油和柴油的燃油税应同时实施，对高品质的燃油实行税收优惠政策；采取切实可行的措施以提高车用柴油的品质，并尽快制定车用柴油标准。科技部、中国内燃机、中国汽车工程学会、大众汽车公司以及国内柴油机生产企业等国内外知名汽车专家们呼吁：应当用一分为二的观点来看待各种车用动力的发展，以完善的法规、科学的政策引导车辆的使用，以是否满足标准限值作为衡量一个产品能否在市场销售的唯一标准，有效发挥各种车用动力形式在不同运输环境中的作用。我国柴油机技术的攻关重点应放在电控技术、排放后处理技术、整机开发和匹配技术等关键技术研究和材料开发上；提高柴油品质，为各类柴油机新技术的应用奠定基础；把高速公路使用8吨以上柴油载货车作为我国柴油车发展的重点，并为发展柴油轿车做好前期准备[6]。2.2.3我国柴油机的污染我国柴油机技术的落后、产品质量差以及车辆使用中维修保养措施不力，导致低 性能、高排放柴油车在使用中对城市环境和大气质量造成不良影响，使社会产生&厌柴&心理。有关专家近日指出，应逐步减少行政干预，加强宏观调控。不同类型的车辆均应以满足法规作为统一标准，鼓励和支持技术先进柴油车的使用；做好车用柴油机发展的全面规划，有步骤、有计划地解决技术水平落后、产品不全、“缺重少轿”等问题，从而提高柴油机的产品质量；加大对柴油机的科技投入，开展重点科技项目的攻关工作；尽快建立和完善排放及能源法规；尽快实施燃油税，汽油和柴油的燃油税应同时实施，对高品质的燃油实行税收优惠政策；采取切实可行的措施以提高车用柴油的品质，并尽快制定车用柴油标准[7]。3柴油机技术的发展趋势由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用范围越来越广，数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求，也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。实际上，柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多，NOX排放量与汽油机相近，只是排气微粒较多，这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧，可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。随着国际上日益严格的排放控制标准(如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施，无论是汽油机还是柴油机都面临着严峻的挑战，解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在，柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上[8]。3.1推动产品和技术发展的因素主要是场需求和政策法规，这方面中国目前正处于良好的环境、具备较好的条件。中国未来20年经济持续稳定增长，汽车产业将成为实现工业化和现代化的主要载体之一。目前从发达地区开始正在步入居民汽车消费时代，今后轿车和商用车及其配套发动机都具有广阔的潜在场；有关汽车及发动机的政策法规逐步出台，并将在实施中完善。例如日中国实施欧II排放法规，欧III和欧IV法规的实施时间也已明朗；GB/T 《车用柴油》标准已正式颁布、适应欧III法规的《车用柴油》标准将于2004年颁布，这是中国改善车用柴油质量的转折性标志；燃油税亦已准备就绪并将在适当时机公布实施；利用国内外两种资源、开拓国内外两个场。在改革开放和加入WTO的形势下，一方面国外车用柴油机及其关键零部件企业和产品将继续进入中国，一方面更有效地开展各种国际合作和技术交流。这有利于中国车用柴油机行业进一步利用国内外两种资源、开拓国内外两个场；车用柴油机是可持续发展的选择之一。目前，经济全球化、以及节能环保等可持续发展问题是世界各国共同面临的形势，具体反映在汽车动力发展的局部问题上，对车用柴油机的选择也是必然趋势之一[9]。3.2柴油机的跳跃发展及产品发展重点20世纪90年代后半期，柴油发动机发生了一次重大的技术变化，即有柴油发动机心脏之称的燃油喷射系统从机械式转向电子控制式。这个变化极大地改善了柴油发动机的技术性能。由于柴油的物理化学特性，柴油发动机必须配备较复杂的喷射系统。自从1892年狄塞尔发明第一台柴油发动机以后的100年间，柴油机的燃油喷射系统都是机械式的，而油泵油嘴就是这个系统中的两个主要关键部件。它们对柴油燃烧的效率、排放水平以及动力性能等关键指标有着决定性的影响。在一定范围内，油泵油嘴成为了柴油机喷油系统的代称，被称为“汽车心脏的心脏”，这一习惯甚至延续到电喷时代。由于在技术上复杂、加工难度大，而且相对独立于发动机的其他部分，油泵油嘴设备往往由一些专业企业生产，逐渐形成了一个相对独立的分支行业。直到十几年前，柴油机性能仍然不能令人满意，巨大噪音、滚滚黑烟，柴油机车一直被当作工业文明的反面典型。正是因为噪音高、震动大、排放污染严重等缺陷，所以柴油发动机长期以来很少受到轿车的青睐，尽管它具有更好的动力性能。最近10年间，一次重大技术变化大幅度改变了柴油发动机的性能。技术变化的第一个动力来自政府管制下的市场需求变化。随着环保意识高涨，1982年至1998年间，美国政府对汽车柴油机氮氧化物和颗粒的允许排放值降低了三次；欧洲的排放法规也从1993开始执行的欧I标准迅速提高到欧II和欧III标准，目前乘用车已经开始执行欧IV标准，而商用车在2006年1月也将开始执行欧IV标准。各国法规对都对柴油机的发展形成了越来越大的压力，迫使企业寻求技术解决之道。技术变化的第二个动力来自新技术供给的变化。进入80年代之后，电子技术和精密加工技术的长足进步，特别是电磁控制手段的加入，新的电控喷射系统得以彻底替代传统机械式喷油系统。一般认为，经过改进的机械控制喷射系统最多可以满足欧I、欧II排放标准，但如果要达到欧III甚至更为严格的排放标准就须采用电控喷油系统。随着控制手段更加精确，柴油机的震动、噪音被大大减小，舒适性大大提高，进而使柴油机经济性好、动力大等优点充分凸现。面对市场需求的压力和重要的技术突破，国际上有关的大公司都对开发新一代燃油喷射系统进行了大量投入。上世纪80年代末到90年代，德国博世(Bosch)、日本杰克赛尔(Zexel)、美国Stanadyne等公司分别推出了基于不同设计理念的电控柴油喷射系统。1987年前后，由菲亚特首先提出的电控高压共轨系统后来逐步成为一个主流的方向。从1993年前后，博世从菲亚特手中买断专利，开始了共轨系统的研发。电控共轨系统是解决柴油机排放问题和进一步改善性能的关键。中国高速公路网的形成将使公路运输产生根本转变，重型车场需求将稳定增长，15吨以上重型车场将成为竞争的重点，应重点发展排量12L以上、功率260~360kW、达到欧II和欧III排放标准的高可靠性重型包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、应用写作文书、外语学习资料、行业资料、国内外柴油机技术的发展36等内容。　
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轿车柴油机系列产品的发展
【摘要】：分析了福特汽车公司和法国标致-雪铁龙集团合作研发的轿车柴油机的历程,其中包括各种直列式4缸机和V6,V8机型的设计改进和配车应用。这些车用发动机采用了二代共轨喷油系统和增压中冷(VGT)技术,在设计上采用顶置双凸轮轴和每缸4气门的结构,并可安装氧化催化器和柴油机微粒过滤器,以满足欧Ⅳ及更高要求的排放规范。这些发动机在环保节能方面达到了世界一流水平,可供借鉴。在我国也将迎来发展国产轿车柴油机的光明前景。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TK429【正文快照】：
引言进入21世纪以来,新的直喷增压柴油机的热效率已达42%,比汽油机节油30~40%。除微粒排放外,柴油机的HC,CO,NOx排放都低于汽油机。尤其是温室气体CO2的排放可减少45%以上。欧洲国家由于设计制造技术的进步和政府的鼓励政策,柴油轿车增长很明显。新购轿车中,柴油轿车已占40%
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柴油发动机的研发前景
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柴油机发展方向解读
&近几年来，汽车市场的一显著特点，就是柴油重卡热销，尤其是一些著名的品牌，出现了持币待购的可喜现象，带动了柴油机及相关产业的高速增长，产销量快速上升，尤其重卡柴油车市场异军突起。柴油重卡主要由载货平板车、自卸车、牵引车和各类专用车构成，尤其经济型柴油重卡是拉动近两年来重型汽车市场高速增长的主要品种。
目前，经济型柴油重卡产品主要以东风、解放等车型为代表，占重卡总销量的70%左右。经济型柴油重卡具有较高的性能价格比：通过采用新结构及新技术等措施，不仅使得承载能力加强，而且节能环保，这都带来了新的市场需求，柴油重卡市场才得以连续保持增长的好势头。
1.重卡柴油发动机的发展方向
物流市场需求的提升引领了重卡的发展方向：一是整车动力逐渐增大。以前习惯超载，基本处于小马拉大车的阶段，降低了重卡货运的速度，满足不了现代物流的要求。同时，小功率车总体成本并不划算。采用大马力的卡车，具有速度快，动力强的特点，同时，在最大扭矩区间运行可以保证各零部件的可靠性和相对的经济性。所以，大马力重卡符合现代物流高速度，高稳定性的要求。二是稳定性要求更高。运输环节出现差错就会影响整个物流系统的周转，所以，对货运车辆会要求保持稳定的出勤率，以达到更高的效率。三是环保要求提高。汽车尾气作为主要的大气污染源，近年来也被越来越多的国家所重视，汽车尾气的环保要求不断提高，重卡将开始实施国四标准，排放标准的升级带动了重卡的技术不断升级。
&人们常把发动机比作汽车的心脏，作为整车动力的来源，关系着一辆车能拉多重，跑多快，烧多少油等，这些也是体现整车性能的重要指标。在重卡技术比较先进的国家，马力都比较大，主流重卡的马力段已经达到400马力以上，在排放标准上面已经达到欧五标准。而国内重卡现在的马力段仍集中在280～350马力之间，排放标准仍执行的是国三标准，甚至还有很多国二车在市场上，这与国际先进水平已经有了比较大的差距了。为了满足现阶段的排放标准，国内很多重卡都采用外资或者合资品牌的发动机，或直接引进发动机技术。因为发动机是最重要的核心总成之一，这也让国内企业在市场竞争中逐渐处于被动，这也不利于重卡卡车产业的发展。技术引进需要支付相当大的一笔费用，这对于用户来说，最直接的体现就是购车成本也将增加。国内重卡发动机技术升级已经迫在眉睫，从重卡市场发展的趋势来看，现在11升级别的发动机更符合用户的需求，所以也被称作为“黄金排量”，功率也主要分布在350～400马力段。一汽针对国内市场的发动机升级的需求，2009年底推出的11升奥神ca6DM2发动机也没有辜负众人的期望，成为国内首款拥有自主知识产权的重型发动机。
&作为国内首款自主研发的大马力发动机，6DM2也吸引了更多人的关注。该机排量达到11升，功率通过不同的调教覆盖350～420马力段，大排量的发动机带来的是更强大的动力输出，输出扭矩相比小排量发动机更大，动力更为强劲，这点在起步、加速和在山路等情况下表现得更加明显；以下以国产CA6DM2等柴油机为例，介绍重卡柴油机近年发展的新技术。
& & 2.配气系统新技术
&(1)柴油机四气门技术。气门数多有利于发动机在高转速时的进排气效率，但影响低转速的扭矩；进排气的效率是决定发动机性能好坏的重要因素，当发动机正常运转时活塞的往复运动速度是非常快的，在3000r/min的转速下发动机完成每一个进气或排气行程的时间只有0.04s，要想在这么短的时间内吸进或排出更多的气体就要增大进、排气的有效面积。每缸4气门的设计将得到更大的气门开启面积，提高充气效率，从而产生更大的额定功率。现在人们对发动机性能指标要求越来越高以及尾气排放法规日益严格，每缸2气门这种结构已经显得有些落伍了，现在越来越多的发动机采用每缸4气门结构。
采用四气门技术，相比之前重卡柴油机普遍采用的二气门结构更为先进。四气门的布置是一个中央喷嘴架周围有两个进气门和两个排气门。喷嘴在中央垂直位置，再加上当中的活塞凹腔，燃油就会均匀地进入燃烧室。进气道的形状和布置有助于进气并可使吸入的空气在燃烧室内形成涡流，保证燃油与空气充分混合，从而使燃烧更充分，减少了尾气排放。进气道分涡旋道和充气道。涡旋道形状须使吸入的空气呈涡旋运动，从而使汽缸内的空气的涡旋运动更强。充气道形状须使吸入的空气直接进入汽缸，从而能保汽缸在转速很高时快速充气。排气道汇成一个总通道，因此称为叉形管道。燃油的燃烧更加充分也使得发动机在节油性和稳定性方面的表现更加突出。四气门发动机的进排气门都增加到两个，相比两气门，气体流通面积更大，发动机的充气效率更高，进入汽缸中的空气越多，燃烧就更充分，燃油效率就更高，表现出来的就是更省油。采用四气门技术，柴油机充气效率得到了大大提高的同时，为功率的进一步提升奠定了坚实的基础。既兼顾了功能要求，又尽量保证结构布置合理性及美观性。为了满足越来越严格的柴油机排放法规的要求，各国生产厂商和研究机构都致力于将汽油机四气门技术应用到柴油机上。最近，日本的重卡柴油机制造商和欧洲的一个重卡柴油机制造商也推出了新的四气门发动机。看来，对现代发动机制造日益苛刻的要求，使得四气门技术制造费用昂贵这一毋庸置疑的缺点变得越来越次要了。重卡柴油机不断提高功率的趋势使得需要同时满足油耗低、排放少、寿命长等要求变得更为困难了。目前，重卡柴油机采用四气门技术在欧洲仍很少见，但在美国早已屡用不鲜，且还有继续发展的趋势。
&(2)顶置凸轮轴。发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。轿车发动机由于转速较快，每分钟转速可达5000r以上，为保证进排气效率，都采用进气门和排气门倒挂的形式，即顶置式气门装置，这种装置都适合用凸轮轴的三种安装形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸轮轴，由于气门与凸轮轴的距离较远，需要气门挺杆和挺柱等辅助零件，造成气门传动机件较多，结构复杂，发动机体积大，而且在高速运转下还容易产生噪声，而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。所以，现代轿车发动机一般都采用了顶置式凸轮轴，将凸轮轴配置在发动机的上方，缩短了凸轮轴与气门之间的距离，省略了气门的挺杆和挺柱，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构，将发动机的结构变得更加紧凑。更重要的是，这种安装方式可以减少整个系统往复运动的质量，提高了传动效率。按凸轮轴数目的多少，可分为单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴两种，由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列，需采用双凸轮轴分别控制进排气门，因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。
气门顶置式配气机构的工作情况是：当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，由曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小，直至最后关闭。压缩和做功行程中，气门在弹簧张力的作用下严密关闭。
&柴油机配气系统采用顶置凸轮轴技术，这在重卡发动机领域也是国内首创。顶置凸轮轴较常见的是在轿车领域，因为凸轮轴里曲轴中心线更远，所以对定时传动机构要求更高，同时，汽缸盖的结构布置也更为复杂。一汽在解决了以上技术难题后推出了国内首款顶置凸轮轴重卡柴油机，这也被认为是这款重卡柴油机最大的亮点，从传动路线上来说，顶置凸轮轴取消了气门推杆，气门挺柱等中间环节，直接接触气门摇臂控制气门的闭合，反应快，进气效率更高，正时控制也更精确可靠。
3.燃油系统高压共轨新技术
排放标准其实是促进技术升级最直接的因素之一，若排放不达标，重卡司机可能在进入某些城市的时候受到限制。提高柴油机动力性，实现低污染、低油耗的中心任务就是改善重卡柴油机的燃烧过程。也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下满足不同的燃烧和放热要求，其中喷油是最重要的因素。
高压共轨电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。
&高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下：共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构；而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。为了提高重卡动力性、经济性、安全性以及减少排放污染、增强舒适性等原因，近几年来，较多发达国家在重卡柴油机上采用了电控高压共轨喷油技术，目前已累计在全球数以百万计的车辆上应用。它与常规汽油机相比，装配有共轨系统的现代柴油机油耗降低30%以上、二氧化碳排放减少约25%、扭矩提高约50%。
高压共轨是2l世纪新一代绿色柴油机的燃油系统，从而达到节能减排和为用户提供更愉悦的驾车体验。柴油机共轨系统的诸多优势，使越来越多的中国本土汽车厂商已经开始积极采用，自立品牌阵营日趋壮大。先进柴油机技术的研发，尤其是智能高压共轨柴油机的上市，标志着中国发动机技术日趋完善并逐步达到国际水平。如一汽CA6DM2重卡发动机燃油系统采用的是博世公司第二代CP2.2+共轨燃油喷射系统。采用高压共轨技术的排放满足国Ⅲ标准，采用SCR技术可以轻松达到国Ⅳ标准，具有国Ⅴ潜力。同时，全负荷最低燃油消耗率小于193g/kwh，燃油经济型较高，博世共轨系统具有技术先进，对燃油控制精确的特点，这套系统的应用也是发动机在燃油控制方面达到了世界先进水平。
&电控高压共轨燃油喷射系统是全新一代的燃油控制系统，它的主要特点是燃油压力与发动机的转速、负荷无关，具有独立控制燃油压力的蓄压器，合适的喷油量、喷油时刻等直接由电子计算机控制各缸电控喷油器来实施。目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国博世和美国福特。共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来。共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。日趋严重的能源危机，成为全世界内燃机行业关注的焦点，也使柴油机越来越受到用户青睐。为满足排放标准，柴油机先进的燃油喷射系统——高压共轨技术成为业内人士关注的焦点。当今提高柴油机功率、节约能源和改善排放成为柴油机发展的必然趋势，因此，要求柴油机喷射系统向高性能方向发展。
&4.压缩释放式发动机制动装置新技术
刹车制动技术滞后，在中国相对不完善的公路系统中增加了事故发生的几率。目前国内由于地形条件多样，道路情况复杂，常见山区的盘山公路急弯、陡坡、连续下坡，而这些路段也往往是事故多发地段，重卡运输经常伴随着超载情况的出现，这也为制动失灵事故埋下了隐患。在这样的背景下，若想有效解决因为重卡带来的交通事故和经济损失问题，压缩释放式发动机辅助制动装置也应运而生。
重卡发动机制动的好处包括减少轮胎、制动器的磨损，提高行车安全性和运营效率等，用户需要根据实际情况选择合适的辅助制动器产品，并采用正确的驾驶方法才能充分发挥作用。随着这方面技术的发展和普及，会有更多的重卡司机能够享受到新技术带来的好处。
&发动机辅助制动系统大致可分为：排气蝶阀制动，泄气式制动还有压缩式制动三大类型。
&(1)排气蝶阀制动。国内最常见的就是蝶阀制动了，在国内绝大部分的卡车的排气管上都能看到这样的蝶阀。蝶阀制动的原理和结构也相对要简单一些，驾驶员使用蝶阀制动后，蝶阀转动将排气管堵死，在发动机气缸内形成可控的背压力，以增加发动机排气行程的功率消耗，迫使发动机降低转速，从而达到在短时间内降低车速的目的。排气蝶阀结构相对简单，性价比较高，制动效果最低。
&(2)泄气式制动。泄气式发动机制动的产品市场上也有不少，泄气制动工作时，将排气门打开一个小的间隙，使发动机在压缩冲程中通过泄气释放压缩能量，这样在做功冲程几乎没有能量返回活塞。而在排气过程中，而在排气冲程依靠排气蝶阀或VGT涡轮增压器产生的背压来增加进排气功耗。按照实现方式的不同可分为主动式和被动式两种。一是被动式制动器：市场上比较常见的潍柴WEVB和重汽的EVB就属于这种类型，它需要排气蝶阀进行辅助。当排气蝶阀关闭后，柴油机压缩行程形成使得排气通道中的废气压力急剧上升，相邻处于吸气冲程下止点附近气缸的排气门会被压力顶开一个小缝隙，再通过增加一套控制排气门行程的执行机构，实现排气门在发动机制动过程中保持打开一个空隙。二是主动式制动器主动式制动器则是通过电磁阀控制，用液压装置保持排气门微启，不需要依赖排气蝶阀，如锡柴6DL2装配的就是这样的产品。
&(3)压缩释放式制动。压缩式制动就是改变发动机排气门的配气相位，在压缩冲程即将结束时，开启排气门，这样发动机在压缩缸内空气时所做的功，便被释放到排气系统。这种形式的制动器功率最大，结构最复杂，当然价格也是最贵的。
&压缩释放式制动系统是利用一个发动机压缩制动器将产生动能的柴油发动机转变成为吸收动能的空气压缩机，从而实现了辅助制动功能。驾驶员释放油门踏板时，卡车的前进动能继续驱动系统和发动机。活塞也继续上下运动，进气在汽缸内压缩膨胀。一旦启动发动机制动，发动机制动器将打开靠近压缩冲程末端的排气门通过排气系统排出高度压缩的空气。返回活塞的能量极少，如此循环重复时卡车的前进动能被消散，卡车便逐渐降速。目前，美国康明斯发动机的制动系统完全由此技术来提供，并在卡车行驶制动领域占据了很大的比例。
压缩释放式制动系统的特点和效益表现在：优化的性能设计提供最大的缓速功率；兼容于发动机和车辆的控制系统；变速箱，ABS，巡航，稳定器以及防撞、防翻装置；更快、更稳、更高效的制动性能；减少发动机、轮胎、轮边刹车片的磨损；降低车辆保养费用；减少停机时间；增强驾驶员的信心和工作稳定性；增加商业价值；超过3万亿英里的行驶里程已经证明了此技术的道路经验和用户的充分信赖。
&康明斯发动机制动系统是全球应用最广泛、技术最成熟的发动机制动系统，是70%知名重卡品牌的首选发动机制动技术。它就是采用压缩释放式制动系统，利用一个压缩释能装置将输出动力的发动机转换成一个吸收动力的空气压缩机，可提供优于同类产品数倍的制动性能。此制动器可免维护，仅使发动机高度增加66mm，安装灵活；驾驶员仅通过驾驶室内的两个开关进行操作，非常方便；制动功率最高可达326马力，大幅缩短车辆制动距离，制动效率高，确保安全；启动时发动机停止供油，节油环保；有效降低轮胎和刹车片的磨损，节省维护成本；大幅提高对车辆下坡速度的控制，提高运输效率。
CA6DM2柴油机加入辅助制动，采用了美国Jacobs公司的压缩释放式发动机制动装置，避免因制动器长时间制动导致刹车鼓发热失效，极大地提高整车坡路行驶安全性。同时，发动机制动装置也不需要驾驶员长时间进行制动操作，有效的减少了驾驶员的驾驶强度。
5.曲轴箱通风系统新技术
柴油机曲轴箱通风是非常必要的，因为燃烧过程的每个活塞行程中，发动机废气是从活塞环与汽缸套之间的间隙进入到曲轴箱中。在涡轮增压发动机应用中，空气也会通过涡轮增压器的回油管进入到曲轴箱。如果没有通风，这些所谓的窜气会导致曲轴箱中的压力过大。在许多国家，有关发动机排放的规定都明确了曲轴箱窜气不能进入到空气中，因此汽车发动机中的窜气通过所谓的闭式曲轴箱通风系统改道进入进气管中，然后进行燃烧。目前国际上没有有效的标准法规来规范商用或工业柴油发动机的排放，但是由于环境因素，使用闭式曲轴箱通风系统已经逐渐成为一种趋势。闭式曲轴箱通风系统意味着窜气不会进入空气中，而是返回到进气歧管。然而，窜气在返回之前需要得到净化，以保护敏感的发动机部件(如涡轮增压器)免受污染。封闭式通风可减少发动机的总体排放，还起到了降低油耗的积极作用。
&全新气缸体内集成的曲轴箱通风系统；一种空气滤清器、曲轴箱强制通风管路和气缸盖罩的集成，包括气缸盖罩、曲轴箱强制通风管路，以及一端通向外部空间、另一端与发动机燃烧室进气系统和曲轴箱连通的进气管路，进气管路中设有滤芯；该集成还包括固定在气缸盖罩上表面的空滤盖，进气管路可设于空滤盖上；曲轴箱强制通风管路设于气缸盖罩上。新型结构紧凑，改善了汽车仓体的空间利用率，同时有利于降低成本，提高制造和装配效率。空滤盖覆盖在气缸盖罩的上表面还可进一步降低噪音。
新型曲轴箱通风系统，包括曲轴箱引出的通风环带，通风环带连接第一油气分离器进口。还设置第二油气分离器，第一油气分离器气出口连接第二油气分离器进口。第一油气分离器气出口连接第二油气分离器进口之间设置单向阀。第一油气分离器是油压驱动式油气分离器，第二油气分离器是滤芯式油气分离器。设置集成回油旁通管，第一油气分离器油出口与第二油气分离器油出口通过集成回油旁通管汇流连接。由于采用串联的两个油气分离器，而且选用的油气分离器都各有特点，进行二次的精滤和吸附，分离后的气体会更清洁。
6.重卡柴油机其他新技术
(1)排气再循环(EGR)技术。EGR是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内，这种不可再燃烧的CO2及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，缸内最高燃烧温度下降，破坏NOX的生成条件。EGR技术可使机动车NOX排放明显降低，但对重卡柴油机而言，目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX，还能保持其他污染物的低水平。
(2)电控蝶形废气再循环阀。博格华纳最近成功推出新一代电控废气再循环阀，批量装配在康明斯11.9升和15升两款重卡柴油机。新一代重卡柴油机EGR阀集成了博格华纳先进的EGR阀技术和驱动器技术，能有效降低柴油机排放并能满足最苛刻的重卡柴油机耐久性和可靠性要求。当前的重卡柴油机都需要使用最先进的废气再循环系统，以降低发动机的燃烧温度，从而减少有害的氮氧化物排放。电控蝶形废气再循环阀旨在减少氮氧化物(NOx)的排放。它的特点在于可以提供精确的快速响应控制，并且能够在最严酷的工作环境中提供高流量、密封性卓越、耐腐蚀以及可靠的运行。所有主要的元件(包括外壳体和阀片)都是采用不锈钢制造而成，经久耐用。这种蝶形废气再循环阀是由博格华纳的无刷电机驱动。凭借其强劲和可靠的齿轮组，该执行器能够提供很高的工作扭矩、快速的响应以良好的耐久性。在无刷电机驱动器内部，传感器可将反馈信息提供给闭环控制系统，以确定蝶形废气再循环阀的位置，并确保对再循环废气的精确控制。这种无刷电机驱动器集成了电子驱动、智能控制技术并且经过了严格的可靠性验证，可应用于多种动力总成产品。它可提供智能和非智能两种版本，并且对于热端布置还可以进行水冷。
（3)柴油机增压中冷。增压可使柴油机在排量不变，重量增加不大的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比，增压柴油机不仅体积小，重量轻，功率大，而且还降低了单位功率的成本。因此，增压技术不仅广泛应用在柴油机上，而且还推广到汽油机，是改善内燃发动机的重要技术手段。但是事物总有矛盾性，空气压力的提高就是空气密度的提高，空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高，这如同给轮胎打气时泵会发热一样。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示，在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10℃，柴油机功率能提高3%～5%，还能降低排放中的氮氧化合物(NOx)，改善发动机的低速性能。因此，也就产生了中间冷却技术。柴油机中间冷却技术的类型分两种，一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却，另一种是利用散热器冷却，也就是用外界空气冷却。当利用冷却水冷却时，需要添置一个独立循环水的辅助系统才能达到较好的冷却效果，这种方式成本较高而且机构复杂。因此，重卡柴油机大都采用空气冷却式中冷器。空气冷却式中冷器利用管道将压缩空气通到一个散热器中，利用风扇提供的冷却空气强行冷却。空气冷却式中冷器可以安装在发动机水箱的前面、旁边或者另外安装在一个独立的位置上，它的波形铝制散热片和管道与发动机水箱结构相似，热传导效率高，可将增压空气的温度冷却到50～60℃。中间冷却技术不是一项简单的技术，过热无效果白费工夫，过冷在进气管中形成冷凝水会弄巧成拙。因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配，使得压缩空气达到要求的冷却温度。
(4)冷却系统横流水双层水套设计。CA6DM2柴油机冷却系统采用一汽专利技术的横流水双层水套设计，优化了发动机冷却系统，气缸盖冷却更均匀，整体刚度更高，可以满足200巴以上的缸内爆发压力，可靠性更高，解决了缸盖的刚度及热负荷等问题，使其在正常工作的状态下较大的避免了整体式气缸盖“鼻梁区”开裂问题，保证了高速运行时发动机维持在正常的温度，这在高温季节显得尤为重要。CA6DM2柴油机采用集成式冷却、滤清模块化设计，其中机油滤清器、机油压力调压阀等均同CA6DN1(奥霸)柴油机，具有较高的通用性。前端附件驱动系统结构紧凑、功能齐全，整机零件具有较高的互换性和通用性。
(5)缸盖罩壳全浮的材质结构和安装方式。CA6DM2柴油机缸盖罩壳采用工程塑料设计，采用国际知名公司的配方材料，具有较好的耐高温、耐低温性能和较好的冲击强度，发动机缸盖罩壳的全浮塑料材质设计能有效的减少发动机的重量和噪音，提高驾驶室的舒适度，减少了驾驶员的疲劳感。同时采用全浮的结构安装方式；整机95%以上的零部件均采用国内供应商生产的零部件，其中活塞、活塞环、轴瓦、增压器、滤清器、双缸空压泵，包括燃油系统等主要零部件，均由国际著名公司在国内本地化生产的供应商提供，其中高压油泵、喷油器总成、机油滤清器、机油压力调压阀等均同CA6DN1(奥霸)国三柴油机一致，具有较好的通用性、可靠性。对于用户来讲，可以有效减少成本，性价比较高。从这些技术特点中可以看到，CA6DM2在研发过程中采用了不少创新设计，不仅进一步提升了国产重卡的技术实力，同时，这些设计在用户的实际使用过程中也比竞争对手更具优势。
&&(6)可变喷嘴涡轮增压器(VNT)。VNT是通过ECU发出的指令改变喷嘴环截面来调节进入涡轮的废气，以使涡轮始终保持在高效率区工作，并达到与发动机在各种工况下的最佳匹配。如当柴油机处于低速状态运行时，可以通过改变喷嘴环上导向叶片的方向，调节驱动涡轮的废气量，使压气机的压缩比保持在较高水平，这样柴油机在低速时也能保持较高的增压压力，从而提高柴油机的低速扭矩，降低油耗，减少碳烟排放；而在柴油机高速运行时，通过喷嘴环上导向叶片的分流，又能使增压压力不至于过高，避免使柴油机产生过高的热负荷和机械负荷，并将增压压力保持在合理的范围内。
&&7.结束语
&&近年来，随着排放标准的逐渐严格，各种新技术在柴油机上应用越来越多。重卡柴油机供应商，一直都在研究如何改善柴油机系统以满足日益严格的排放标准，使得先进的柴油机技术逐步在国内重卡上得到推广应用，重卡柴油机的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指标有了大幅度的提高，开始了从传统机械产品向机械电子技术产品的过渡。柴油机的大功率，低排放，良好的电子控制等显著优点将使重卡在新的时代有长足的发展，柴油机技术的开发和技术更新日新月异。并赢得了市场。
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