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柴油機

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柴油發(fā)動機是燃燒柴油來獲取能量釋放的發(fā)動機。它是由德國發(fā)明家魯?shù)婪颉さ胰麪枺≧udolf Diesel)于1892年發(fā)明的,為了紀(jì)念這位發(fā)明家,柴油就是用他的姓Diesel來表示,而柴油發(fā)動機也稱為狄塞爾發(fā)動機。

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柴油機特點

柴油發(fā)動機的優(yōu)點是扭矩大、經(jīng)濟性能好。柴油發(fā)動機的工作過程與汽油發(fā)動機有許多相同的地方,每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。但由于柴油機用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸發(fā),而其自燃溫度卻比汽油低,因此,可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要有,柴油發(fā)動機的氣缸中的混合氣是壓燃的,而非點燃的。柴油發(fā)動機工作時,進入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點的時候,溫度可以達到500-700℃,壓力可以達到40—50個大氣壓?;钊咏现裹c時,供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油,柴油形成細微的油粒,與高壓高溫的空氣混合,可燃混合氣自行燃燒,猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力,推動活塞下行做功,此時溫度可達1900-2000℃,壓力可達60-100個大氣壓,產(chǎn)生的扭矩很大,所以柴油發(fā)動機廣泛的應(yīng)用于大型柴油設(shè)備上。

傳統(tǒng)柴油發(fā)動機的特點:熱效率和經(jīng)濟性較好,柴油機采用壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度,使空氣溫度超過柴油的自燃點,這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。因此,柴油發(fā)動機無需點火系統(tǒng)。同時,柴油機的供油系統(tǒng)也相對簡單,因此柴油發(fā)動機的可靠性要比汽油發(fā)動機的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油機壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟性都要好于汽油機,同時在相同功率的情況下,柴油機的扭矩大,最大功率時的轉(zhuǎn)速低,適合于載貨汽車的使用。

但柴油機由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強度和剛度,所以柴油機比較笨重,體積較大;柴油機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機工作粗暴,振動噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時起動困難。由于上述特點,以前柴油發(fā)動機一般用于大、中型載重貨車上。傳統(tǒng)上,柴油發(fā)動機由于比較笨重,升功率指標(biāo)不如汽油機(轉(zhuǎn)速較低),噪聲、振動較高,炭煙與顆粒(PM)排放比較嚴(yán)重,所以一直以來很少受到轎車的青睞。特別是小型高速柴油發(fā)動機的新發(fā)展,一批先進的技術(shù),例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術(shù)得以在小型柴油發(fā)動機上應(yīng)用,使原來柴油發(fā)動機存在的缺點得到了較好的解決,而柴油機在節(jié)能與CO2排放方面的優(yōu)勢,則是包括汽油機在內(nèi)的所有熱力發(fā)動機無法取代的,成為“綠色發(fā)動機”。

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柴油機發(fā)展前景

柴油發(fā)動機應(yīng)用廣泛,處在所屬產(chǎn)業(yè)鏈的相對核心的位置。在過去十多年的發(fā)展中,柴油發(fā)動機生產(chǎn)業(yè)形成了一系列的配套企業(yè),很多的柴油發(fā)動機企業(yè)更多充當(dāng)了總承裝配者的角色,而柴油發(fā)動機的一些關(guān)鍵的零部件:曲柄連桿、活塞、氣缸套、凸輪已交由專業(yè)公司生產(chǎn)。專業(yè)化分工使得柴油發(fā)動機廠商能更加集中自身的優(yōu)勢,專注于柴油發(fā)動機的設(shè)計的和制造。柴油發(fā)動機主要用于最終配套產(chǎn)品,比如大功率高速柴油機主要配套重型汽車、大型客車、工程機械、船舶、發(fā)電機組等。因此,柴油機行業(yè)的發(fā)展在很大程度上取決于相關(guān)終端產(chǎn)品市場情況。

在農(nóng)用柴油機領(lǐng)域,發(fā)展中國家的市場增長將彌補發(fā)達國家的市場滑落,全球人口的快速增長,以及老舊設(shè)備的更新?lián)Q代都對農(nóng)業(yè)機械有較大需求,全球農(nóng)用柴油機市場將呈現(xiàn)高速增長。在航空發(fā)動機領(lǐng)域,發(fā)動機產(chǎn)業(yè)是航空工業(yè)的核心細分子行業(yè),未來發(fā)展前景非常廣闊。綜合以上對各領(lǐng)域的分析,我們認為,全球柴油發(fā)動機將保持8%的速度穩(wěn)步向前發(fā)展。

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柴油機優(yōu)點

柴油發(fā)動機的優(yōu)點是扭矩大、經(jīng)濟性能好。柴油發(fā)動機的每個工作循環(huán)也經(jīng)歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由于柴油機用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸發(fā),而其自燃溫度卻較汽油低,因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要是,柴油發(fā)動機氣缸中的混合氣是壓燃的,而不是點燃的。柴油發(fā)動機工作時進入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點時,溫度可達500-700℃,壓力可達40—50個大氣壓?;钊咏现裹c時,發(fā)動機上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油,柴油形成細微的油粒,與高壓高溫的空氣混合,柴油混合氣自行燃燒,猛烈膨脹,產(chǎn)生爆發(fā)力,推動活塞下行做功,此時的溫度可達1900-2000℃,壓力可達60-100個大氣壓,產(chǎn)生的扭矩很大,所以柴油發(fā)動機廣泛的應(yīng)用于大型柴油汽車上。

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