高效强劲环保 乘用车柴油机技术浅析

目前乘用车柴油机主流应用技术

虽然具体结构有所差异，但是现在市面上的主流柴油机技术无非高压共轨直喷、涡轮增压中冷、废气循环，以及颗粒物回收等几项，根据不同的机型又有细节的应用差别。

燃油高压共轨喷射

与汽油机点燃燃料混合气不同，柴油机是通过将进气压缩加温，再与柴油喷雾混合，形成燃烧的，因此一套行之有效的燃油喷射系统对于柴油机来说非常关键。由于柴油机的压缩比大（与一般汽油10-11的压缩比相比，柴油机通常会到16-17），汽缸内的压力非常大，要形成均匀的油雾，也就需要很高的喷油压力，此前柴油机多采用机械喷射装置（最先发明机械喷射装置的就是现在大名鼎鼎的博世），而现在主流的则是电控的高压共轨喷射，通过高压油泵加压，带电磁阀的喷嘴控制喷油时机和喷油量，实现燃油喷射的精确控制。

高压共轨直喷系统由油轨、高压油泵、喷油嘴等组成

高压共轨系统原理示意图

涡轮增压中冷

涡轮增压对于大部分消费者已经不再陌生，而现今的主流柴油机也都通过这一技术来提升动力表现。柴油机的涡轮增压还延伸出了可变截面涡轮、中冷、废气循环等技术，其中可变截面涡轮通过改变不同工况下涡轮的有效增压截面积，实现低转速和高转速下发动机动力性能的更好输出；而中冷和废气循环都可以有效提高发动机的热效率，降低涡轮的工作温度并延长其使用寿命，此外废气循环也可以改善柴油机的废物排放。

霍尼韦尔为福特新型柴油机提供的涡轮增压器

废气循环（EGR）的原理示意图

废气后处理与颗粒物回收

随着目前的柴油机技术不断发展，为了满足更高的排放标准，除开废气循环这些之外，柴油机还装备了颗粒物滤清器，并具备废气后处理（如SCR选择性催化还原）能力，在氮氧化物、可吸入颗粒物等污染物的排放量上面进一步缩小。

柴油机颗粒物滤清器结构示意图

海外日产奇骏柴油车型上面所用的颗粒物滤清器

展望柴油机的未来发展趋势，一方面是提高其排放标准，满足欧洲日益严格的环保要求（柴油车在欧洲占据了相当份额），另一方面也应用到日前热门的混合动力技术中，小排量柴油机更佳的经济性有望提高混合动力系统的效率。

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