di高壓共軌直噴柴油發(fā)動機(jī)詳解

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1、TDI高壓共軌直噴柴油發(fā)動機(jī)詳解(組圖)2008-3-1214:57　　柴油和汽油都是石油的提取物，而且都用于車用內(nèi)燃機(jī)，但是它們之間卻有著巨大的特性差異。汽油是一種非常易燃的油品，一個小小的火星就可以將一大桶汽油引燃。而柴油則不行，甚至用明火去點(diǎn)，在沒有引火物的情況下，柴油自身并不會被引燃。這就是二者發(fā)火性之間的差異?！　∫彩腔诓裼偷倪@種發(fā)火特性，使得柴油在抗爆性方面比汽油有著很大的優(yōu)勢。如果注意過柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)壓縮比的人應(yīng)該有印象，通常柴油發(fā)動機(jī)的壓縮比要比汽油發(fā)動機(jī)的高一倍以上，就是得

2、益于柴油的抗爆性好。高壓縮比的好處顯而易見，它可以讓燃燒更為充分。汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)步其中有一項(xiàng)就是壓縮比的逐步提高，這也使得汽油的抗爆性越來越高，98號汽油的高昂價格已經(jīng)說明高抗爆性汽油的成本之高。即便如此，普通燃燒方式的汽油發(fā)動機(jī)有11以上的壓縮比就很不錯了，而柴油發(fā)動機(jī)的這個數(shù)字常常能夠超過20。這無疑有利于充分燃燒，柴油發(fā)動機(jī)普遍比汽油發(fā)動機(jī)更省油的主要原因也在于此?！　〔裼偷娜紵俣缺绕吐枚啵@使得柴油混合氣點(diǎn)燃的速度要慢于汽油混合氣，.常規(guī)的柴油發(fā)動機(jī)響應(yīng)慢，也是因?yàn)椴裼偷倪@個特性導(dǎo)致的。

3、另外柴油的揮發(fā)性也要比汽油慢，因此它不能像汽油發(fā)動機(jī)那樣通過進(jìn)氣負(fù)壓來吸進(jìn)混合氣，而是需要通過高壓油泵來將霧化的柴油壓人汽缸內(nèi)，才能與空氣充分混合?！　∷幸陨线@些柴油與汽油的特性差異，導(dǎo)致柴油發(fā)動機(jī)的整體設(shè)計(jì)與汽油發(fā)動機(jī)完全不一樣，它們的性能特點(diǎn)也有著很大的區(qū)別。傳統(tǒng)的柴油發(fā)動機(jī)扭矩很大，可靠性也非常高，但功率小、響應(yīng)差、低溫點(diǎn)火困難、污染嚴(yán)重等等，而且其震動噪音大，因此常常只能被一些載貨汽車采用，少數(shù)硬派越野車也會采用這種柴油發(fā)動機(jī)，但對于注重舒適的轎車或者公路SUV而言，在過去是很少有柴油發(fā)動機(jī)

4、版本的。　　傳統(tǒng)柴油機(jī)給人這種印象是因?yàn)榧夹g(shù)特性決定的。如前面所說，柴油的揮發(fā)性差，不能通過進(jìn)氣負(fù)壓被動吸人汽缸，因此柴油發(fā)動機(jī)必須靠油泵將燃油泵入汽缸內(nèi)。所有的柴油發(fā)動機(jī)都采用高壓縮比設(shè)計(jì)，因此對于油泵的能量要求也很高。在民用車柴油發(fā)動機(jī)以前，幾乎所有的柴油發(fā)動機(jī)都是采用機(jī)械泵噴射的，它分為總泵和分泵兩部分，目的也是為了獲得足夠的泵油壓力。這種活塞往復(fù)式的機(jī)械泵是靠凸輪來驅(qū)動的，凸輪的能量則源自曲軸。每個汽缸會有一個噴油器，每個噴油器又必須匹配一個油泵，這使得整臺發(fā)動機(jī)的油泵數(shù)量很多。這種機(jī)械油泵不

5、僅供油壓力有限，而且它們都是純機(jī)械式的，在往復(fù)運(yùn)動以及與凸輪發(fā)生作用的時候，會產(chǎn)生巨大的噪音，這是傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)噪音大的原因之一?！　〔裼桶l(fā)動機(jī)是靠壓燃式的，也就是在壓縮行程的末端，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫高壓以后，油泵將柴油以霧狀噴人汽缸內(nèi)自燃。這種“點(diǎn)火”方式如果發(fā)生在汽油發(fā)動機(jī)上，就相當(dāng)于爆震。事實(shí)上，柴油發(fā)動機(jī)的爆震是不可避免的，它需要靠這種方式來實(shí)現(xiàn)混合物的點(diǎn)燃。柴油發(fā)動機(jī)之所以震動和噪音明顯大于汽油發(fā)動機(jī)，主要就是基于這個原因?！　τ诒鸨旧砣魏蝺?nèi)燃機(jī)都是不希望看到的。對于柴油發(fā)動機(jī)而言，它

6、的點(diǎn)火依靠爆震，但作為設(shè)計(jì)師而言則希望這個爆震控制在能夠點(diǎn)火的臨界點(diǎn)即可。多余的爆震自然會增加震動和噪音，乃至影響工作效率。傳統(tǒng)柴油機(jī)純機(jī)械式的泵油方式，很難做到精準(zhǔn)控制，這使得爆震也難以精準(zhǔn)控制，所以這類發(fā)動機(jī)的震動和噪音都異常強(qiáng)烈。很好理解，難以精準(zhǔn)控制的噴油量，使得空燃比實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制也變得不可能，因此傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)很難做到精確燃燒，排放加劇以及燃燒效率下降也就很自然了?！　≈挥杏行Ы鉀Q好這些問題的柴油機(jī)，才有可能被普通民用車所采用?，F(xiàn)在越來越多的SUV，上都開始普及柴油發(fā)動機(jī)，特別是在歐洲，柴油

7、發(fā)動機(jī)的高扭矩特性非常適合這種車型。許多沒有適合自己車型高性能柴油發(fā)動機(jī)的廠商，都會選擇外購的方式為它旗下的SUV配備柴油發(fā)動機(jī)版本。像三菱的歐藍(lán)德、歐寶的ANTARA等等，都是采用這種方式。這些高性能的柴油發(fā)動機(jī)都是通過什么方法來解決柴油機(jī)的這些問題，以至于它們可以廣泛采用在這些類似于轎車的公路型SUV上的呢?下面我們就以大眾著名的TDI發(fā)動機(jī)為例，來介紹一些新型柴油發(fā)動機(jī)的技術(shù)。　　TDl是英文TurboChargedDirectlnjection的縮寫，翻譯成中文就是渦輪增壓+電控共軌柴油直噴的

8、意思。這種采用了新型技術(shù)的柴油發(fā)動機(jī)，保留了柴油發(fā)動機(jī)優(yōu)點(diǎn)的同時，在震動噪音以及動力方面，已經(jīng)達(dá)到甚至超過汽油發(fā)動機(jī)的性能，因而得到歐洲用戶的普遍歡迎。TDl只不過是新型柴油發(fā)動機(jī)的一種，它并非大眾獨(dú)有的某種技術(shù)，其他廠商也有類似技術(shù)的柴油發(fā)動機(jī)?！　∫鉀Q柴油發(fā)動機(jī)震動噪音大的問題，就必須將其最主要的根源問題解決。前面說過，柴油發(fā)動機(jī)震動噪音大，主要是因?yàn)楸鸷蜋C(jī)械式油泵，前者與精準(zhǔn)控制噴油量有關(guān)，后者則直接與油泵本身有關(guān)，于是用電子泵取代機(jī)械泵便成為