已非昔日阿蒙！21世紀(jì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)詳解

    前面我們?yōu)槟敿?xì)介紹了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史、發(fā)展以及其工作基本原理，接下來(lái)我們將深入介紹柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)，包括直接噴射 VS 間接噴射及柱塞式噴射泵系統(tǒng) VS 共軌式噴射系統(tǒng)。

● 各種柴油系統(tǒng)比較：直接噴射 VS 間接噴射

　　各種不同形式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)除排氣量的不同外，最大的差別在于其燃燒室及供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)依燃燒室設(shè)計(jì)不同，可分為直接噴射(DI)式及間接噴射(IDI)式兩種，間接噴射又可分為預(yù)燃室型與渦流式型兩大類(lèi)。

直接噴射式：

    直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的缸頭燃燒室設(shè)計(jì)是平的，主燃燒室位于活塞上端鍛造成的特殊的凹陷空間內(nèi)，并經(jīng)過(guò)處于凹洞中央處的多孔型噴油嘴來(lái)完成迅速將燃油噴的之目的。

直接噴射式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)將燃油直接注入氣缸中

    優(yōu)點(diǎn)：

　　燃燒室構(gòu)造簡(jiǎn)單且表面積較小，熱損失和耗油率低；

　　缸頭構(gòu)造簡(jiǎn)單，受熱變形機(jī)會(huì)?。?/p>

　　發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容易且不需預(yù)熱塞；

　　燃燒室表面積的容積率小，冷卻損失亦小。

　　缺點(diǎn)：

　　對(duì)燃油的可燃性級(jí)數(shù)的要求較高；

　　需要較高的燃油噴射壓力；

　　使用的多孔型噴油嘴價(jià)格較高；

　　噴油嘴微小的衰退會(huì)大大影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；

　　因其氣流渦動(dòng)較弱，空氣的使用率較差，不適合在高轉(zhuǎn)速運(yùn)作。

預(yù)燃室型間接噴射：

　　預(yù)燃室位于主燃燒室上方，在燃燒沖程前期，噴油嘴將燃油噴入預(yù)燃室中產(chǎn)生局部燃燒，因而產(chǎn)生高溫高壓氣體。隨此壓力，剩余的燃油經(jīng)噴油嘴的油孔噴出并進(jìn)入主燃燒室中，然后與渦動(dòng)的空氣混合來(lái)完全燃燒。預(yù)燃室型發(fā)動(dòng)機(jī)，它的燃燒過(guò)程分兩階段完成，差別是在燃油與空氣的混合是利用從預(yù)燃室所噴出的氣流來(lái)完成。

預(yù)燃式型間接噴射柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，先在預(yù)燃室內(nèi)點(diǎn)火，再點(diǎn)燃主燃燒室

    優(yōu)點(diǎn)：

　　因燃油噴射壓力相對(duì)較低(80~150bar)，燃油系統(tǒng)故障較率低且壽命較長(zhǎng)；

　　對(duì)燃油可燃性級(jí)數(shù)要求較低；

　　運(yùn)行較寧?kù)o且不易發(fā)生爆震；

　　空氣與燃油的混合狀況較佳。

　　缺點(diǎn)：

　　缸頭構(gòu)造復(fù)雜；

　　因預(yù)燃室的表面積容量大，所以冷卻損失亦較大；

　　發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難且需預(yù)熱系統(tǒng)；

　　需較大啟動(dòng)扭力，也就是需要高功率的啟動(dòng)馬達(dá)；

　　耗油率較直接噴射式更高。

渦流型間接噴射：

　　渦流型在壓縮沖程期間，空氣流入渦流室，當(dāng)燃油噴入時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的渦動(dòng)效果，然后到達(dá)燃燒室。燃油點(diǎn)燃是借著噴入渦流室的燃油與空氣混合時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的循環(huán)而發(fā)生。在預(yù)燃室型式中，燃油僅局部被點(diǎn)燃，但在渦論室型式中，所有的燃油均被點(diǎn)燃。因此，渦流室的容積占整個(gè)燃燒室容積的70~80%以上。渦流室型式的燃燒特性介于直接噴射式與預(yù)燃室型式之間。

渦流型間接噴射是介于直接噴射和預(yù)燃室型間接噴射之間的設(shè)計(jì)

    優(yōu)點(diǎn)：

　　燃油與空氣之混合狀況較佳，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與平均有效壓力可提升；

　　具更低的噴射壓力；

　　因發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍更廣，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平順。

　　缺點(diǎn)：

　　缸頭構(gòu)造復(fù)雜；

　　熱效率較直接噴射式低；

　　在低速時(shí)容易發(fā)生爆震；

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間需要預(yù)熱塞。