高压共轨直喷柴油发动机详解(2)

这种精准的供油控制，再加上电子泵产生高压下的喷油压力，使得发动机缸内产生的强大涡流可以使雾状柴油与空气充分混合，这样一来可以最大程度地减小爆燃的几率。这种综合技术的采用，从根本上大大降低了柴油发动机的震动和噪音。

TDI的另一项技术则是涡轮增压，这种技术现在已经被广泛运用在许多汽油发动机上，但实际上它在柴油发动机上采用的意义要比汽油发动机大得多。柴油的抗爆性远高于汽油发动机，这使得涡轮增压技术最大的问题得以很好地解决，那就是被压缩的空气更容易引起爆燃。在柴油发动机上配备涡轮增压技术，可以让发动机的工作效率进一步提升。被压缩的混合气在汽缸内的浓度比自然吸气的发动机要大得多，再加上伴随的高温高压，这些混合气可以得到进一步的充分燃烧，从而获得更大的升功率和排放更少的有害气体。

通过这些新技术的采用，使得TDl成为一款非常适合轿车和豪华SUV使用的柴油发动机。虽然它的震动噪音仍然会比同技术含量的汽油发动机大一些，但是通过好的平衡技术、发动机减震技术以及发动机舱的隔音降噪技术，在实际驾驶采用这种柴油发动机车型的时候，基本上感觉不到与汽油发动机明显的区别。

在性能方面与汽油发动机越来越接近的同时，TDl这种新型柴油发动机依然很好地保留了柴油发动机的特有优势。柴油发动机得益于超高的压缩比，从而可以获得比汽油发动机更高的燃烧效率，最直接的好处就是可以有效降低燃油消耗。柴油发动机更省油想必已经不是什么新闻了，同等动力条件的柴油发动机，可以比汽油发动机节省30%以上的燃油消耗。这种极其显著的节油效果，使得许多欧洲厂商甚至把它作为与混合动力等新型节能技术抗衡的发动机技术。

高压共轨直喷柴油发动机详解

更充分的燃烧效率还意味着有害气体排放的降低，这一点好像很多人并不认可。其实这是被那些传统柴油发动机喷出的黑烟所蒙蔽的。这种黑烟主要是碳颗粒，这确实是柴油发动机的主要排放物之一。即使是现在最先进的柴油发动机，它的碳颗粒排放仍然要显著高于汽油发动机，但并没有高到我们平时看到的那些“墨斗鱼”那么恐怖。由于实现喷油的精准控制，TDl的碳颗粒排放量已经显著降低，以至于单靠肉眼并不能很轻松地判断某款车是否采用的是柴油发动机了。而且现在大部分在欧洲销售的柴油车型都已配备碳颗粒回收装置，从而可以彻底解决这一问题。柴油发动机比汽油发动机产生更多的氮氧化物，则可以靠催化装置解决。

其他有害气体的排放方面，柴油发动机则具备明显的优势，特别是欧洲日益严酷的二氧化碳排放问题，柴油发动机可以比汽油发动机减少近45%，这可是非常可观的数据。这种让人最为头痛的温室气体，是无法通过其他回收装置解决的，也是欧洲环保法规对于这一项排放要求越来越严苛的主要原因。这种趋势不可逆转，也使得许多国外汽车厂商，特别是欧洲厂商，越来越热衷于将柴油发动机应用在民用车上。

总结

TDI这类新型柴油发动机技术的采用，最大程度上解决了传统柴油发动机震动大、噪音大、满身油污的印象，转而向更高的转速，更高的效率，更平顺的动力输出发展。可贵的是，这些新技术的采用仍然保留了柴油发动机特有的优势。正是因为这些优点，使得这种发动机被越来越广泛地应用在那些过去只会采用汽油发动机的车型上，并且在一定程度上已经取代了某些汽油发动机的地位

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。

高压共轨直喷柴油发动机详解

共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面：

1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。

2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。

3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的预喷射。

相比起汽油机，柴油机具有燃油消耗率低（平均比汽油机低30％），而且柴油价格较低，所以燃油经济性较好；同时柴油机的转速一般比汽油机来得低，扭距要比汽油机大，但其质量大、工作时噪音大，制造和维护费用高，同时排放也比汽油机差。但随着现代技术的发展，柴油机的这些缺点正逐渐的被克服，现在高级轿车都已经开始使用柴油发动机了。

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