經(jīng)過(guò)百余年的發(fā)展，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)早已不再是以前那種只會(huì)干苦力的“傻大個(gè)”，而是發(fā)展成為一個(gè)德智體美勞全面發(fā)展的“好學(xué)生”，尤其是二十一世紀(jì)以來(lái)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的廣闊發(fā)展也為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)注入了新的血液。
今天，渦輪增壓器執(zhí)行器廠(chǎng)家就帶大家好好了解一下這些把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)“武裝到頭發(fā)”的現(xiàn)代科技。
一、渦輪增壓器
渦輪增壓器是空氣壓縮機(jī)的一個(gè)變種，他在工作時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，將空氣的壓力增大并推入氣缸。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，廢氣排出速度變快，渦輪轉(zhuǎn)速同步增加，葉輪壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，再通過(guò)調(diào)教發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線(xiàn)和燃油噴射系統(tǒng)，就可以達(dá)到增加動(dòng)力性的要求。
還有一種可變截面式渦輪增壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)VGT），通過(guò)改變渦輪增壓器進(jìn)氣喉口或內(nèi)部葉片的擺動(dòng)幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間內(nèi)都能獲得佳動(dòng)力響應(yīng)。
渦輪增壓器是現(xiàn)代汽車(chē)動(dòng)力總成上的一個(gè)重要部件，也是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的常見(jiàn)部件之一。
世界上很早在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配渦輪增壓器的是菲亞特動(dòng)力科技（簡(jiǎn)稱(chēng)FPT），他們于1938年在卡車(chē)上裝配了渦輪增壓器，在之后的1977年，瑞典薩博汽車(chē)公司在乘用車(chē)領(lǐng)域批量搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
二、高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)
高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)由機(jī)械泵共軌系統(tǒng)演變而來(lái)，利用較大容積的共軌腔將油泵輸出的高壓燃油蓄積起來(lái)，并消除燃油中的壓力波動(dòng)，然后再輸送給每個(gè)噴油器，通過(guò)控制噴油器上的電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)噴射的開(kāi)始與結(jié)束，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)燃油的控制。
該系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類(lèi)傳感器和執(zhí)行器。噴射閥門(mén)控制各缸噴油器在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的相應(yīng)時(shí)刻噴油。
高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)自國(guó)三時(shí)代起就被廣泛應(yīng)用，是改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、環(huán)境友好性的關(guān)鍵部件之一。
早在1989年，菲亞特動(dòng)力科技就在意大利都靈注冊(cè)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)的zhuanli，之后的2009年，康明斯燃油系統(tǒng)（全稱(chēng)Cummins Fuel Systems，簡(jiǎn)稱(chēng)CFS）與斯堪尼亞合作研發(fā)超高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，并在之后開(kāi)始裝車(chē)。
三、強(qiáng)制廢氣循環(huán)系統(tǒng)
該系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)EGR，主要是通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的廢氣再次引入到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣沖程實(shí)現(xiàn)再次燃燒，從而實(shí)現(xiàn)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境友好性能。按控制形式和結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械控制式、電子控制式、直接控制式等幾種。
現(xiàn)代柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)采用電子控制式EGR，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)ECU）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。EGR還能減輕柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，提高駕乘舒適性。
電控EGR自國(guó)三時(shí)代以來(lái)開(kāi)始被廣泛應(yīng)用，一直到國(guó)六階段還沒(méi)有被放棄、而關(guān)于EGR還要提一下康明斯，因?yàn)檎强得魉雇苿?dòng)了EGR在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展。不過(guò)可惜的是康明斯也要和它說(shuō)再見(jiàn)了。在國(guó)六時(shí)代，康明斯的部分產(chǎn)品取消了EGR。
四、蠕墨鑄鐵材料和活塞連桿漲斷技術(shù)
我國(guó)自上世紀(jì)六十年代開(kāi)始研究蠕墨鑄鐵材料，主要生產(chǎn)流程是在鋼鐵鑄造以前加蠕化劑(鎂或稀土)隨后凝固制成。因其特殊的性能和耐久性，越來(lái)越多的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)制造商開(kāi)始使用蠕墨鑄鐵材料生產(chǎn)重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
而活塞連桿漲斷技術(shù)是在連桿大頭內(nèi)圓加工完成之后，用激光在需要斷開(kāi)的位置蝕刻出一道很淺的傷痕，然后由內(nèi)向外用機(jī)械設(shè)備給連桿大頭施加一個(gè)強(qiáng)大的膨脹力，此時(shí)連桿瓦蓋就會(huì)從事先已經(jīng)蝕刻好的位置應(yīng)聲斷開(kāi)。具有精度高、抗橫向剪切能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
目前國(guó)內(nèi)外不少的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)制造商采用活塞連桿漲斷技術(shù)生產(chǎn)大排量重負(fù)荷的重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。比如中國(guó)重汽集團(tuán)引進(jìn)德國(guó)曼恩技術(shù)生產(chǎn)的MC11、MC/MT13系列；濰柴WP13系列等。
筆者總結(jié)
進(jìn)一個(gè)多世紀(jì)來(lái)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)借助現(xiàn)代科技的東風(fēng)奔向了一往無(wú)前的快車(chē)道。特別是二十一世紀(jì)以來(lái)，全球各大柴油發(fā)動(dòng)機(jī)制造商努力提高自己的姿勢(shì)水平，為現(xiàn)代生活注入原動(dòng)力。
