柴蔚康明斯专利
1882年,德国鲁道夫·迪塞尔提出了柴油机的工作原理,
1896造出了第一台四冲程柴油机。100多年来,柴油机技术得到了充分发展,应用领域也更加广泛。大量研究结果表明,柴油机是目前正在工业化的各种动力机械中热效率最高、能源利用率最好、最节能的一种。搭载最先进的技术,柴油机可达30 ~ 50 kWh/L,扭矩储备系数可达0.35以上,最低油耗可达198g/kWh,额定动力油耗可达204g/kWh。柴油机广泛应用于许多领域,如船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等。,尤其是在车辆动力方面。全球汽车动力“柴油化”趋势已经形成。在美国、日本和欧洲,100%的重型车辆采用柴油发动机。在欧洲,90%的商用车和33%的轿车都是柴油车。在美国,90%的商用车都是柴油车。在日本,38%的商用车是柴油车,9.2%的汽车是柴油车。据专家预测,未来20年甚至更长时间内,柴油机将成为世界汽车动力的主流。世界汽车工业发达国家政府也非常重视柴油机的发展,从税收、燃油供应等方面采取措施促进柴油机的普及和发展。
一、国外柴油机技术的现状和发展
现代可调式高性能柴油机比汽油机热效率高,污染物排放少。
作为汽车动力,应用越来越广泛。西欧国家不仅卡车和公共汽车使用柴油机,汽车也使用柴油机。最近,
以美国三大汽车公司为代表的美国联邦政府能源部和美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型汽车,这种汽车也使用柴油发动机作为动力配置。经过多年的研究和大量新技术的应用,柴油机最大的问题——烟度和噪音已经有了重大突破,达到了汽油机的水平。
以下是国外柴油机采用的一些先进技术:
(A) * * *轨道和四气门技术
目前国外柴油机普遍采用* *轨新技术、四气门技术、涡轮增压中冷技术的组合。
该发动机在性能和排放限值方面取得了良好的效果,能够满足欧3排放限值法规的要求。四气门结构(两进两出)不仅可以提高充气效率,还因为喷油器可以布置在中央。
多孔油束的均匀分布可以为燃油和空气的良好混合创造条件;同时可以将进气口设计成四气门气缸盖上两个形状相同的独立结构,实现可变涡流。
这些因素的协同作用可以大大改善混合气的形成质量,有效降低碳烟颗粒、HC和NOX的排放,提高热效率。
(2)高压喷射和电控喷射技术
高压喷射和电控喷射技术是国外降低柴油机排放的重要措施之一。
高压喷射和电控喷射技术的有效运用,可以使燃油充分雾化,实现各缸燃油和空气的最佳混合,从而降低排放,提高整机(车辆)性能。
(3)增压和中冷技术
利用涡轮增压增加柴油机的空气量,提高燃烧的过量空气系数,是为了降低大负荷工况下的排气烟度和PM。
排放和油耗的有效措施。有效的空空冷却系统可以将增压空气的温度降低到50℃以下,工作循环温度的降低有助于NOX的低排放和PM的降低。所以目前重型车辆的柴油发动机一般都是增压中冷,不仅有助于降低排放而且燃油经济性好。此外,涡轮排气旁通阀的应用不仅可以减少PM和CO的排放,
还能改善涡轮增压柴油机的瞬态性能和低速扭矩。
EGR技术的应用
EGR是发达国家先进内燃机广泛采用的技术。它的工作原理是将少量的废气引入气缸,废气是不可燃的CO2。
并且蒸汽废气热容量大,可以增加着火延迟期,减缓燃烧速率,降低缸内最高燃烧温度,破坏NOX。
的生成条件。EGR技术可以明显降低机动车的NOX排放,但对于重型柴油机,目前首选中冷EGR技术,因为它不仅可以明显降低NOX,
还能保持其他污染物的低水平。
㈤后处理技术
柴油发动机后处理的目标是进一步改善PM和NOX排放。目前主要是装氧化催化器,研发NOX。
具有良好再生能力的催化转化器和颗粒捕集器。
(6)柴油
柴油的生产和储存条件是保证柴油机(车)正常运行、延长使用寿命和保持低排放的重要保证。比如瑞典使用一级柴油可以减少54%的CO排放,HC和
NOX排放达到10%,PM排放下降14% ~ 47%。燃油清净剂在发达国家已经被广泛使用,它不仅可以节省燃油,还可以清除积碳,减少排放。
(七)乳化柴油的应用
柴油通过加水与乳化剂混合,形成相对稳定的含水乳化柴油。
使用这种改良燃料可以明显降低柴油机(车辆)的排放,特别是NOX和PM的排放。目前,美国在这方面已经有了很大进展,中国也进行了这方面的研究,并取得了可喜的进展。添加20%乳化柴油(70天不分层),在大型柴油机上100%负荷下,动力不降低,节油明显,动力输出比柴油高4.3%,烟度和NOX排放明显降低。然而,尽管该技术有利于低排放,但其潜在的问题是例如水冻结,
水对发动机的腐蚀等问题还有待解决。
(8)减少石油消耗
柴油机排放的颗粒物有相当一部分来自于重馏分机油的燃烧。
为了满足日益严格的柴油机(汽车)排放限值标准的要求,需要尽量减少来自发动机机油的燃烧,即在保证发动机正常工作的前提下,尽量减少发动机机油的消耗。为了降低柴油机的油耗,
这对优化活塞环的设计和制造以及气缸套间的科学配置非常重要。