柴油发动机详解

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    柴油发动机——可以说是进入21世纪以来，全球汽车市场最热门的话题之一。并且随着油价的不断攀升，柴油发动机省油的特性，令其在市场上倍受关注。




    柴油发动机，在国内市场，并不为普通民众所熟悉。柴油发动机由于排放不清洁而受到法规的限制，因此在国内某些大城市，如首都北京禁止小型柴油轿车上牌，其他很多地方也只能见到使用柴油发动机的卡车和大客车等。

　　然而在我国对柴油小车采取限制的同时，柴油发动机省油、低转速扭矩输出大的特性，一直为国际车厂所喜欢，也成为都市生活最合适的动力系统选择。在经过数十年的研发之后，国际车厂已开发出各方面均不逊于汽油发动机的产品，使其不论在性能、排放等方面，均与汽油发动机平分秋色。

而在柴油炼制成本较低的情形之下，柴油发动机更是受到先进国家消费者的喜爱，甚至连高价位的豪华车，亦纷纷搭载柴油发动机，其表现之优异可见一斑。

　　随着时代的进步，技术的发展，也是实际的需要所致，限制柴油汽车的相关法规，也正在逐渐修改完善，令柴油车可以在汽车市场中施以长计。究竟柴油发动机与汽油发动机之间有什么不同呢？

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共轨式喷射系统：


『新的共轨式柴油发动机，具有控制精准、重量轻等优势，能有效控制排放』   

　　共轨式喷射系统是由高压泵将燃油加压，并输送至具有调压阀的共享油轨中，再由喷油嘴将油轨中的燃油注入汽缸中。目前应用于小型车及商旅车的共轨直喷发动机，是由发动机控制系统(ECU)来控制高压泵、调压阀及喷油嘴等组件之运作，使得燃油在极高的压力下，仍能依据当时之发动机负载及转速准确地调整喷油量，让发动机运转顺畅，并且运转噪音及排污量都较传统柴油发动机小了许多。并且喷油泵体积及重量也较柱塞式喷射泵小，减轻不少发动机重量。

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　　下面我们将介绍柱塞式喷射泵系统及共轨式喷射系统这两种不同柴油发动机之供油系统。

柱塞式喷射泵系统：

　　柱塞式喷射泵系统为传统柴油发动机所采用之供油系统，因为其制造技术成熟成本低，目前仍广为中大型柴油发动机采用。



　其运行方式是由供油泵将燃油自油箱吸至喷射泵内，喷射泵内有一凸轮轴，凸轮轴由发动机传动。凸轮轴转动使得凸轮依发动机旋转正时来压动控制各缸喷油压力的柱塞，以建立燃油压力，并将燃油藉由高压油管输送至各缸喷油嘴，并将燃油注入汽缸内，而喷油嘴的启闭是由发动机凸轮轴所控制。因为是由发动机运转来驱动喷射泵，所以燃油压力会随着发动机转速的不同而改变。

　　柱塞式喷射泵系统虽广为柴油发动机采用，但因为其喷射泵是以机械方式驱动，无法依据发动机负荷状况提供精确的供油量；并且由于喷射泵至各缸的距离并不相同，使得输送至各缸的燃油压力不尽相同。这样的缺陷会降低发动机运转的精致性，并增加噪音、排污及油耗。

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各种柴油系统比较：柱塞式喷射泵系统 VS 共轨式喷射系统

　　柴油发动机的燃烧方式是将燃油喷入燃烧室中，并于燃烧室中之空气混合来产生自燃。因此，为达最大性能与平稳运行的情况，必须有适当的喷油量与喷油时机。同时，在喷入燃油之时必须要让燃油以雾化形式来喷出以获取平顺的燃烧效果。简单的说，柴油发动机的供油系统必须在喷油量、喷油时间及燃油雾化三方面有准确的控制。

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涡流型间接喷射：

　　涡流型在压缩冲程期间，空气流入涡流室，当燃油喷入时会产生强大的涡动效果，然后到达燃烧室。燃油点燃是借着喷入涡流室的燃油与空气混合时产生强烈的循环而发生。在预燃室型式中，燃油仅局部被点燃，但在涡论室型式中，所有的燃油均被点燃。因此，涡流室的容积占整个燃烧室容积的70~80%以上。涡流室型式的燃烧特性介于直接喷射式与预燃室型式之间。



涡流型间接喷射是介于直接喷射和预燃室型间接喷射之间的设计

    优点：

　　燃油与空气之混合状况较佳，发动机转速与平均有效压力可提升；

　　具更低的喷射压力；

　　因发动机的转速范围更广，发动机运转更平顺。

　　缺点：

　　缸头构造复杂；

　　热效率较直接喷射式低；

　　在低速时容易发生爆震；

　　在发动机启动期间需要预热塞。