柴油机开锅是什么原因

柴油机开锅是什么原因

 

 “妈妈,我想买辆柴油的哈弗H5!皮实耐操走天下!”

  上面两张图,可以说概括了很多年轻人的“柴油车之梦”是如何断送的。上一期黑科技,我们带大家领教了马自达HCCI把原本的柴油压燃移植到汽油机上面,这次我们就来看看柴油发动机是如何“逆袭”的。

  提起柴油发动机,大家的第一反应往往是公路上笨重的卡车和田野间的手扶拖拉机。粗野的扭矩、巨大的噪音和滚滚的黑烟成了国人对柴油机的一贯印象。殊不知时光荏苒,工程师们对柴油机的研究如同汽油机一样,从未停歇。目前,世界上领先的乘用车柴油机技术,已经完全颠覆我们对其固有的观念了。在此方面,国内推出的乘用车柴油机有欧意德、华泰等品牌,国外做得比较好的有奥迪TDI、路虎的TD系列等。

  为什么“粗放”的柴油机能用到豪华车型上面?为什么我们国内却很少见到高端柴油机车型?今天的@汽车黑科技,我们准备了十足的干货,和大家分享目前柴油机上面搭载的各种牛叉技术——事实上,现在的柴油发动机早已不是我们印象中的那个样子。

柴油机是怎么工作的?

  黑科技有必要先向大家简单介绍一下柴油机的工作原理。目前,绝大多数乘用车上面使用的是四冲程柴油机,而二冲程柴油机则更多使用在大型货车、拖拉机上面。如果大家了解自家车的汽油机工作过程的话,那么四冲程柴油机就不难理解了。

  四冲程柴油机的工作原理与汽油机类似,每个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个行程组成。不同之处是,由于柴油的燃点较低(220℃),因此不需要点火装置,采用压燃的方式即可点燃缸内的燃油混合气,所以柴油机的压缩比普遍较高,在16-22之间。

  高压缩比带来更大的噪音,最直观的感受莫过于拖拉机“突突突”的那种霸气,连喇叭都省了。另一方面,高压缩比加上柴油本身的特性,也使得柴油机在低转速状态下的扭矩明显高于汽油机,我们通常所说的“柴油机有劲”根源就在于此。但转速升高后(一般为3000rpm),柴油机扭矩明显下降,功率也达到峰值,无法再提高。

  柴油中碳原子含量较高,且成分复杂,导致传统柴油机燃油利用率不高。由于燃烧不完全,排放物中氮氧化物、含硫化合物、含碳颗粒物的含量也非常高,“冒黑烟、气味大”正是这个原因。

  总结起来,传统柴油机有如下特点:

  1、压燃方式→压缩比高→低转高扭,噪音、震动大

  2、柴油含碳量高→能量密度大→油耗低

  3、成分复杂+压燃方式→燃油利用率低、排放问题

  这样看来,貌似柴油机只适合粗暴的大货车嘛。可为什么奥迪、路虎等厂商多年来一直在坚持柴油机,并且将排量拓展到1.4L-6.0L上呢?因为工程师们坚信,柴油机可以在保证低油耗高扭矩的优势下,变得更精致、更清洁,而且他们做到了。那我们就来看看,先进的柴油机使用了哪些技术,从“傻大黑粗”变成“小家碧玉”。

燃油喷射有门道

  ·高压共轨

  这项技术到现在已经有14年历史了,其作用之大不得不提。所谓高压共轨,简单来讲就是让燃油喷入各气缸之前,先在一条筒状的高压蓄力器中“逗留”一下,压力得到提高达到接近2000个大气压,并保证分布均匀,然后再流向喷油器。共轨和喷油器都连接着汽车的大脑——ECU,由其决定最佳的喷油时间、喷油量。

  共轨技术另一个贡献在于,它将压力的生成与燃料的喷射分离开来,工程师能够对所有喷射自由配置,为开发设计带来很大的自由度。例如,奥迪的TDI柴油机可以将每个工作循环的8种喷射进行分类,2次预喷射使得燃烧更加安静,1次主喷射提供主要动力,5次后喷射能够减少污染物排放。

  ·压电式喷油器

  高压共轨系统使得燃油压力非常高,因此需要极其精确的喷油装置才能Hold住,压电式喷油器就是最好的搭配。该喷油器的核心结构是压电执行器里的上百层压电晶体。

  在对晶体施加电压时,单片晶体略微膨胀,在千分之一秒内迅速改变结构。上百个压电晶圆在喷油器中堆叠起来,产生明显的量变,顶开下方的喷油器针阀,这种传导中间没有机械连接,最为直接。这种压电喷油器的响应速度是传统喷油器的4倍,可以更加精准地配合共轨,控制喷油。同时,喷油孔的直径只有0.1mm,以此保证喷入气缸中的燃油雾化良好。

  也就是说,共轨技术组合在很大程度上改善了柴油机“傻”的问题。

涡轮增压的发掘

  ·双涡轮增压+电子涡轮辅助

  对于增压技术的发掘,似乎永远没有止境,柴油机亦是如此。

  以柴油机中的新TDI机型为例,其3.0TDI使用了串联的双涡轮增压器,来弥补柴油机在高转速情况下动力的不足。转速低于2500rpm时,具有可变截面技术的小涡轮增压器完成大部分的增压工作。从大约2500rpm起,转换阀开始打开,小涡轮增压器逐渐将主要增压工作转交给大涡轮增压器。在转速为3500-4000rpm时,阀门完全打开,这时只有大涡轮增压器在增压。

  如何让发动机在怠速起步阶段,转速很低的情况下也能有良好的动力输出呢?奥迪颇具创新地想了这么一个点子——电子涡轮。该装置相当于一台压气机,由电机驱动,位于中冷器的下游。在大多工作状态下,空气不会流经此处,只有在较低的发动机转速下,废气能量较低时,旁通阀关闭,空气才会流经此处加压。由于是电力驱动,工程师专门为这台电子涡轮提供了一个48V电路,并结合制动能量回收功能。

  加装电子涡轮后,这台3.0TDI发动机的峰值扭矩由580Nm提高到了750Nm,转速点也由1400rpm提前至1250rpm,扭矩峰值和平台的提升还是很明显的。

  ·VTG可变涡轮截面

  上面提到小涡轮增压器具有可变涡轮截面技术,这里有必要展开一下。涡轮增压器的工作原理想必大家多少都了解,那么可变截面又是什么意思呢?原来,在涡轮的四周,有一圈导流叶片,废气经过导流叶片后才会吹向涡轮。当驾驶员深踩油门时,导流叶片会在机械压感的作用下发生旋转,叶片间的夹角变小,这样一来能量不高的废气经过叶片后流速会提高,以更高的速度吹向涡轮,让涡轮更快地被催动起来。简单理解,就好比外面刮着柔和的风,如果你的窗户开得很大,吹进来的风也就很轻柔;如果窗户只留一道缝,你会发现进来的风速变快了。

  可变截面涡轮(VTG)在保时捷的跑车上面也有搭载,是汽油机技术,现在已经推广到了柴油机,可见柴油机还有进一步挖掘的潜能。

排放控制

  ·SCR催化转化器

  SCR指的是针对废气中的氮氧化物进行催化还原。途中红色球为NOx,灰色为碳颗粒,蓝色为氨气,绿色为生成的氮气。工作时,AdBlue溶液(蓝色)从贮槽喷射到SCR催化转换器中。这种水溶性添加剂在热废气中分解,生成氨气,将氮氧化物转化为无害的氮气和水。奥迪在新款3.0TDI发动机中将SCR催化转换器与柴油颗粒过滤器结合在了一起。由于在0℃以下时,AdBlue溶液会凝固,因此奥迪为催化转化器配置了电加热功能。

  多说一句,AdBlue这种添加剂,我们通常叫它尿素。名字不好听,可确实对氮氧化物的排放抑制贡献了不少。另外,AdBlue是消耗品,日常用车中不要等到耗尽了再去添加。去年大众在美国排放作弊折戟沉沙,吃了公司有史以来最大的一次亏,实际上就是在通过软件规避SCR的启动,因为这个装置会提高用户的养车成本。

为何先进柴油机在国内遇尴尬

  相信大家对目前的柴油发动机也有了一番新的认识。柴油机目前的技术水平、复杂程度、环境友好度,已经不亚于汽油机了。同时,它还保留柴油机特有的优势——低转速下动力强劲、油耗比同排量汽油机低30-40%,甚至达到某些混合动力车型的水平。实际上,目前欧洲公路上60%的车型使用的都是柴油机,但这个数字在我国只有1%。

  像TDI这样的柴油机,欧6标准都能达到,中国的排放标准自然不在话下。可为何我们很难在城市中见到柴油轿车呢?主要原因有以下两点:

  ·一线大城市对柴油车政策过紧

  像北京这样的城市,柴油乘用车政策“一刀切”,管你什么技术,只要烧柴油,统统不能上牌。若是坚持上了外地牌照,进京问题又随之而来。繁杂的手续、高约束的用车规定让很多人对柴油车望而却步,无奈最终选择了汽油车。对此,奥迪、起亚、双龙等国内外厂商也束手无策。

  有了技术,有了消费需求,我们等到了市场,却还要等政策。

  ·我国柴油油品问题

  大城市有购买限制,小城市没有吧?别急,我们的油品也是个大问题。先进的柴油机技术对油品的要求是比较严格的,而我们的柴油往往不能达到要求,具体表现为杂质和硫化物的含量偏高,这一点开车的朋友想必有切身体会。以我国现在的柴油油品,也只能满足公路上粗放、落后、低效的柴油机。

  提高油品是最直接的办法,但要先问石化企业。这不是简单说说的事,要提高油品,在炼油的环节就要入手,升(jin)级(kou)设备。这是一项动辄几十亿上百亿的投资,并非一朝一夕就能完成。

  @汽车黑科技认为,这两点原因相互间也是有牵制的。在政府看来,油品不提升,再好的柴油机技术也难以达标,所以我不会解禁;而在石化企业看来,政府不放宽柴油乘用车禁令,我何必投巨额资金提升油品?

  希望有一天,我国的“三桶油”不仅价格,品质也能和国际接轨。回到技术,尽管目前国内现状尚不能完全满足先进柴油机的工况需求,但能看到柴油机在动力、排放方面的巨大进步,这本身就是一件值得高兴的事情。

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第1个回答  2020-09-20

柴油机10大国产品牌谁是你心中的第一?

中国现在也有很多能拿得出手的柴油机,这几家公司在国内柴油行业领先,有的在某些领悟甚至领先世界。中国的发展,一样也不能少,一起助力中国梦!

潍柴控股集团有限公司

绿色动力、国际潍柴

潍柴创建于1946年,是中国最早一批生产柴油机的厂家之一,是目前中国综合实力最强的汽车及装备制造集团之一。潍柴集团是国内唯一同时拥有整车整机、动力总成、豪华游艇、汽车零部件和金融服务五大业务板块的企业,是一家跨领域、跨行业经营的国际化公司。

广西玉柴机器集团有限公司

多项技术填补国内多项空白

广西玉柴机器集团有限公司始建于1951年,总部位于广西玉林市,是中国产品型谱最齐全、完整的内燃机制造基地。玉柴位列中国500最具价值品牌第103位,品牌价值达281.95亿元。发动机年销量连续5年位居行业榜首。以玉柴总部为发动机整机生产基地,重点发展发动机主业,积极向上下游延伸,最终形成"零部件-整机-终端"一体化装备制造系统,打造黄金产业链。

上海柴油机股份有限公司

打造了由15个大区的服务支持体系

上海柴油机股份有限公司前身为上海柴油机厂,始建于1947年,是一家从事发动机、零部件以及发电机组研发、制造的国家大型高新技术企业,拥有国家级技术中心和博士后工作站、国际一流的自动化生产线和乘用车标准的质量管理体系。

一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂

改装汽车有5大系列200多个品种

一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂位于江苏省无锡市,是中国第一汽车集团公司下属全资企业。锡柴具有国内领先的自主研发能力。是柴油机行业唯一同时掌握VCU、GPS、EGR、发动机制动等多项关键核心技术、我国第一家研制成功四气门柴油机、第一家研制成功电控共轨柴油机、第一家研制成功两级增压柴油机并成功推广的企业。

中国重汽

具有明显的技术和市场领先优势,产品畅销国内外

中国重汽是中国汽车行业拥有专利最多的企业。中国重汽发展中心是全国第一批国家级企业技术中心,拥有“中国实验室国家认可委员会”认可的检测实验室,具有整车、发动机、零部件、材料供应的全方位的研发和检测能力,拥有各种加工、实验、测试等高、精、尖设备,发动机、整车、部件振动、强度测试等设备均达到世界先进水平。

全柴动力股份有限公司

具备年产60万台系列多缸柴油的制造能力

全柴集团有限公司坐落于皖东历史名城--全椒,公司始建于1949年,是一家集研发、制造、经营、投资于一体的现代企业集团,是目前国内最大的四缸柴油机研发与制造企业。

天津雷沃发动机有限公司

雷声轰鸣雨滋润、改天换地丰沃美

天津雷沃发动机有限公司(原天津雷沃动力有限公司,现简称雷沃发动机)是集研发、制造、销售、服务于一体的现代化柴油发动机制造企业。产品广泛应用于农业装备、发电机组、船用辅机、汽车、工程机械等领域,立足国内,面向海外,行销欧洲、中东、南美、非洲等一百多个国家和地区。

昆明云内动力股份有限公司

在行业内具有较强的竞争实力

昆明云内动力股份有限公司成立于1999年,是由云南内燃机厂作为独家发起人。公司主要生产490、495系列柴油发动机及天然气发动机产品,并以国家燃气汽车工程技术研究中心分中心为平台,将建成全国天然气发动机研制基地。

山东华源莱动内燃机有限公司

年产能力30万台

山东华源莱动内燃机有限公司位于山东莱阳,是中国主要的中小功率柴油机生产基地。主要从事发动机及零部件的开发设计、生产、销售及相关进出口贸易。

福建力佳股份有限公司

柴油机已成为中国内燃机行业知名产品

福建力佳股份有限公司是以福建省龙溪机器厂为改制主体,于1998年12月28日创立。力佳牌柴油机商标已被国家工商总局认定为中国驰名商标。

作者:不知中发之既白

第2个回答  2017-06-03
“开锅”是指柴油机温度过高,冷却液在水箱内沸腾、冒蒸汽的现象。柴油机“开锅”的原因和预防、排除方法主要有:
散热器散热管(芯子)内壁结垢过厚,影响散热。使用中应注意加注洁净的冷却水;并定期清除水箱中的水垢
散热器或冷却系漏水,造成冷却液不足。检查漏水的原因,排除故障后加足冷却水;三. 气缸垫或气缸套损坏,气缸内的高压气体进入水冷却系,导致水箱“翻泡”“开锅”(此种情况下,多 伴有柴油机机油乳化现象)。应检修气缸垫或气缸套是否损坏,必要时进行更换本回答被提问者采纳
第3个回答  2020-09-20

轮胎从低端的韩国锦湖、韩泰,到中端的美国固特异、意大利倍耐力、英国邓禄普、普利司通、优科豪马,再到高端的法国米其林,无一不是清一色的外资。国产轮胎的市场大多仅局限于微型车和商用车。如正新三角这类。汽车外观设计。

不但会计师事务所领域有全球四大,汽车设计领域也有全球四大:博通、宾尼法瑞那、乔治亚罗、意迪亚,来自意大利的这4家公司为全球所有主流汽车公司设计过外观。

博通一直是兰博基尼、菲亚特、玛莎拉蒂的稳定合作对象;宾尼法瑞那则与法拉利结为挚友,几乎垄断了法拉利的全部产品设计,1950s初还生产了27000部阿尔法罗密欧Giulietta车型,通用也是它的常客,请宾尼法尼亚设计了别克Lido50、凯迪拉克敞篷车、雪佛兰鲁米娜MPV。

1996年宾尼法瑞那为哈飞汽车成功设计了“中意”微面,标志着全球四大开始进军中国市场。宾尼法瑞那先后又设计了哈飞赛豹、路宝、江淮同悦、奇瑞A3和M14、长丰飞腾等;乔治亚罗的作品则有华晨尊驰、骏捷、一汽奔腾、东风风神H30等。

意迪亚则有第一代别克君越、陆风风尚、长安CM8、奔奔和海马3等作品相继问世;博通作品较少,目前只有昌河爱迪尔和奇瑞瑞麟G6。从2004年开始,它们干脆在中国设立分支机构,目前宾尼法瑞那有1/3的业务来自中国,意迪亚的中国业务则占总收入的40%。

奥地利AVL、德国FEV、英国Ricardo是当今全球三大独立发动机设计公司,再加上专注于柴油机领域的意大利VM,四家公司垄断了国内中国品牌的发动机设计。

第4个回答  2017-06-03
你好,一般是缸垫坏了!
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