柴油机技术及发展 吉大汽车工程学院
柴油机电控技术简介 讲稿
发动机转 速传感器
溢流控制阀
（高速电磁阀）
正时控制电磁阀
喷油器
时间－压力控制方式
第三代柴油机电控系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射 系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，各缸喷油器共用一 个高压油轨（即高压油管）。对喷油量的控制采用时间－ 压力控制或压力控制，用的最多的是时间－压力控制方式。
通过滑套位置传感器的反馈信号，得到滑套的实际位置，以此进行反馈控制
时间控制方式
在回油通道中安装一 个由ECU控制的高速 强力电磁阀来取代滑 套控制回油通道的开 闭。
一般情况下，电磁阀 关闭开始喷油；电磁 阀打开喷油结束。 喷油始点取决于电磁 阀关闭时刻，喷油量 取决于电磁阀关闭的 持续时间。 可取消油量控制滑套， 还可取消泵油柱塞上 的回油槽。
柴油机电控系统的开发研究从20世纪70年代开始，经历了 三代：
位置控制 时间控制 时间－压力控制（压力控制）
第一代（位置控制方式）
保留了传统柴油机供给系统的基本组成和结构，只是取消 了机械控制部件（调速器等），增加了传感器、ECU、执 行器等组成的控制系统，使控制精度和响应速度得以提高。 优点：柴油机的结构几乎不需改动，便于对现有柴油 机进行升级换代。 缺点：响应慢，控制精度不高，供油压力不能控制。 在直列柱塞泵上实施位置控制的有：日本电装公司的 ECD-P1、ECD-P2、ECD-P3系统；德国波许公司的EDR 系统；美国的PEEC系统等。 在分配泵上实施位置控制的有：日本电装公司的ECD-V1 系统；德国波许的EDC系统；美国的PCF系统等。
起动控制
主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热 装置控制。
巡航控制
ECU根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。
柴油机缸内燃油分布特性
柴油机缸内燃油分布特性
许允;卢蕾;郝伟;洪伟;段伟
【期刊名称】《吉林大学学报：工学版》
【年(卷),期】2011()S2
【摘要】应用商用CFD模拟软件FIRE针对YD4A75-C3电控共轨柴油机实际工作过程中的燃油分布特性进行了深入研究。
结果表明:燃油喷入缸内后迅速发生雾化,形成燃油蒸汽,其在射流动能的推动下向燃烧室壁面、凹坑及余隙内进行扩散。
燃油在运动过程中,缸内燃油分布区域较为集中,分布的空间体积较小,燃油浓度分布存在严重的不均匀性,基本以高浓形态存在于缸内。
同时,未燃燃油吸收了较多燃烧过程所释放的热量,燃烧前已具有较高的基础温度,进一步促进了局部高温区域的产生及有害排放物的生成。
【总页数】5页(P126-130)
【关键词】动力机械工程;柴油机;燃油分布特性;数值模拟
【作者】许允;卢蕾;郝伟;洪伟;段伟
【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室;中国第一汽车集团公司【正文语种】中文
【中图分类】T-55
【相关文献】
1.向柴油机气缸内输送燃油的蓄压式供油系统[J], В.Т.Данковцев;田睿（译）
2.柴油机缸内碳烟颗粒形成过程与尺寸分布特性 [J], 鞠洪玲;成晓北;陈亮;黄荣华
3.燃油的喷射雾化燃烧对柴油机缸内空气流动影响的研究 [J], 吕继组;白敏丽
4.直喷式柴油机缸内涡流场中燃油喷雾的发展及其壁面限制作用的研究 [J], 岳勇;苏万华
5.喷油策略和缸内流动对汽油机HCCI缸内燃油分布的影响 [J], 谢辉;邹庆武;宋东先;赵华
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新形势下柴油发动机电控技术发展及展望
Internal Combustion Engine&Parts1柴油发动机电控技术的概况在全球范围内，电控技术的发展大概经历了三个阶段，从上个世纪中期开始，相关部门为了改善汽车性能，开始研究电控技术，使其有了初步的发展；研究阶段：为了解决安全和环境污染等问题，相关部门对电控系统的进一步；成熟和多元化的阶段：上个世纪末，随着电控技术不断发展，它被应用到发动机领域。
1.1柴油发动机电控系统的特点柴油发动机电控系统主要包含两个方面的集成系统，第一是执行器，其自身的复杂多样化，可以执行终端各种变化的命令；第二是喷射系统，系统命令和程序多样化。
基于以上两点，系统可以极大的提高柴油发动机的工作效率。
1.2柴油发动机电控系统的基本元素同很多发动机的控制系统一样，相同原理和作用力的系统构成的基本元素也都大同小异。
主要包括的有：①发动机管理系统；②传感器；③执行元件。
其中传感器的种类比较多，不同类型的传感器在发动机的工作中控制着不同的变量，主要有燃油温度传感器、反馈信号传感器和加速踏板位置传感器等等。
2柴油发动机电控技术的发展和应用笔者在2012年至2016年曾就职于与“中国石油集团济柴动力总厂”，公司在整个行业的发展中是处于比较领先的地位，每年也都投入了巨大的成本用于技术的研发。
笔者在这几年的工作中，见证了电控技术广泛的应用到集团生产的各个方面，以12v175、高压共轨型大型柴油发电机组为例，该型柴油发电机组主要是应用于大型船用发动机，电控技术系统的应用为船用发动机的燃油效率相比往年同期增长了十几个百分点，极大地提高了船用发动机的工作效率，缩减了集团的燃油成本，给企业和客户都带来了巨大的经济效益。
其具体应用和发展表现为：2.1柴油发动机控制系统电喷技术的数据化对于传统的柴油发动机来说，效率和精准性一直都是比较难攻克的难点，对于企业的经济发展也有很多的阻力。
伴随这电控技术的发展，精准地实现了电喷系统的数字化，也就是可以根据终端数据的变化对机械运转进行调节。
吉林大学汽车学院培养计划
汽车工程学院College of Automotive Engineering1955年由原交通大学、华中工学院以及山东工学院的汽车、拖拉机、内燃机等相关专业组建成“长春汽车拖拉机学院”，1958年更名为“吉林工业大学”，1986年正式成立汽车工程学院，2000年6月，原吉林大学与吉林工业大学等院校合并，汽车工程学院仍以其独具特色在新吉林大学占据了重要位置。
经过五十多年的发展变化，汽车工程学院现已成为中国汽车工业人才培养和科学研究的重要基地，拥有国内最早的车辆工程（汽车）国家重点学科，动力机械及工程（内燃机）及热能工程2个省级重点学科，拥有国内最早的汽车动态模拟国家重点实验室、国内首家汽车风洞实验室和轿车车型开发中心，拥有机械工程、动力机械及工程2个一级学科博士后流动站，车辆工程、动力机械及工程、车身工程3个博士点，车辆工程、动力机械及工程以及车身工程等8个硕士点；目前有以中国工程院院士郭孔辉为学术带头人的高水平教学与科研队伍205人，教师125人，其中教授35人（含博士生导师22人）、副教授40人、讲师32人、助教18人；其它专业技术职务系列人员80人。
学院有车辆工程、工业设计（汽车车身）、热能与动力工程和建筑环境与设备工程四个本科专业。
在校本科生达2100余名，硕、博研究生500余名。
已累计向社会输送各类专业人才15000 余人，一些毕业生已经成为着名专家学者、汽车行业中有影响的领导、企业家和专家。
学院非常重视国内、国际学术交流与合作，在人才培养、科研等方面与许多国家和地区的学校、科研院所建立了广泛的学术交流与合作关系。
我院常年选派专家、学者出国讲学、参加国际学术会议、访问或进修；聘请了多位来自国内、外的知名专家、学者为名誉教授、兼职教授，每年聘请多个国内、外着名专家学者来院讲学，接收来自多个国家和地区的留学生及访问学者来院学习与工作。
我院本科生深造和就业条件好，学生有较多的发展机会供选择。
柴油发动机技术
柴油发动机技术
轴 针 式 喷 油 器
不喷油
喷油
柴油发动机技术
喷油泵
作用：定时定量的向喷油器输送高压燃油。
要求：1、供油次序与发火次序保持一致。
2、各缸供油量均匀（不均匀度不大于3%-4%）。 3、各缸供油提前角相同（相差不大于0.5°曲轴转角）。 4、供油延续时间相等。 5、油压的建立和供油的停止必须迅速，防止滴漏现象。
1.9L SDI柴油机 1.6L 5V汽油机
•附件的特殊要求
•节气门 •EGR •闭环控制 •供油系统
•预热系统
柴油发动机技术
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分配泵名牌含义
博士公司定货号 旋转方向(从输入端 看) 大众公司备件号 制造厂家代码(德国本土) 生产日期 产品序号 产品批次号
柴油发动机技术
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4、后燃期：D-E
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柴油机可燃混合气形成、燃烧特点：
•内部混合的方式形成可燃混合气。 •混合气形成、燃烧的过程很短。 •边喷射，边燃烧，混合气成分不断变化。
影响柴油机燃烧过程的主要因素：
•燃料特性（着火性、粘度、凝点…） •压缩比
•喷油规律
•喷油提前角 •柴油机的转速与负荷
柴油发动机技术
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喷油泵各连接部件装配图
柴油发动机技术
喷油泵紧固螺钉有两种：
A：带有倒棱和尖角
1、拧紧扭矩：20NM+90° 2、拆卸后必须更换 B：不带有倒棱和尖角 1、拧紧扭矩：25NM 2、拆卸后不须更换
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喷油泵加注柴油
注意事项:
•使用符合发动机要求的合格燃油. •燃油加入前要经过沉淀和滤清, 保证燃油清洁. •加油用具要清洁. •严禁在柴油中掺入汽油.
14_柴油机瞬态进气过程中气道-气门-缸内流场三维数值研究_吉林大学高莹等
柴油机瞬态进气过程中气道-气门-缸内流场三维仿真研究高莹1, 李君1*（１．吉林大学，汽车工程学院内燃机系，吉林 长春 130025）0 引言近年来，随着发动机的开发周期越来越短，而对发动机要求（降低排放、改善燃油经济性等）的日益严峻，仿真技术正逐渐成为发动机及其零部件设计并预测其性能的有效方法之一，其中流体动力学（CFD）技术在洞察缸内气流运动及与其它系统间的相互影响方面具有理论指导的意义，因而可以有效地设计并改进各系统。
例如，在直喷式柴油机中，进气系统、喷油系统和燃烧室形状三者的相互配合是决定燃烧过程的关键因素，进气产生的滚流可在压缩过程后期与上行活塞的相互作用达到调整流动结构，提高燃烧室内湍流水平，以增加喷油初期油气的混合，提高燃烧速率；而进气产生的涡流则较少受到上行活塞运动的影响，相应具有一定的涡流保持性，这样会在喷油中后期改善柴油和空气的混合，提高燃油经济性，降低碳烟的生成，总之，瞬态进气冲程通过进气道产生的缸内空气大尺度运动将通过对柴油与空气混合速率的影响而对燃烧过程有着最直接最明显的影响，相应决定着柴油机的动力性、经济性和排放性等。
[3]因此，本文着重针通过商业CFD软件AVL FIRE对一台柴油机的瞬态进气冲程进行仿真分析，获得时域的空间速度场及表征宏观大尺度运动的涡流和滚流随曲轴转角变化历程，探讨其可能对压缩冲程、喷油及燃烧过程的影响，为进气道的改进、燃烧室设计及后续的仿真模拟奠定了基础。
1发动机结构发动机结构本文研究的发动机参数见表1，燃烧室结构见图1。
进气冲程求解域包含进气道、气门与气门座圈之间和缸内的流动空间。
CFD仿真必需的表面模型由CAD软件获得，图2(a)为活塞处于进气冲程TDC位置时的求解域表面模型。
表1 发动机参数Table 1 Engine specifications× 冲程/mm排量/L压缩比额定功率/kW额定转速/r·min-1图1 ω缩口型燃烧室结构Fig. 1 ω type reentrant combustion chamber2 数值仿真本文采用商业CFD软件AVL FIRE对一台柴油机的瞬态进气冲程进行了研究，该软件基于有限容积法，并可对瞬态或稳态、层流或湍流、压缩或不可压缩的流动进行仿真模拟。
吉大车辆工程培养方案
吉大车辆工程培养方案一、培养目标车辆工程是指汽车、拖拉机、农用机械、摩托车以及其他相关车辆的设计、制造、维修、使用及管理等综合性学科。
本专业培养掌握车辆和机械设备的基本理论、基本知识和基本技能，能够从事车辆工程和机械设备的设计、制造、使用、维修和管理等工作的高级专门人才。
培养目标包括以下几个方面：（1）具有坚实的数理基础和广泛的机械与车辆工程知识，能熟练运用计算机进行科学的车辆工程分析、设计、制造、维修和管理。
（2）具备较强的语言表达、沟通交流、文字写作以及组织、管理、协调等能力和素质，具备良好的人文素养和较强的创新能力。
（3）建立正确的职业操守，具有使命感和责任感，把服务社会、服务人民作为首要的职业追求。
（4）具有自学和终身学习的能力，能适应不断发展和变化的工作要求。
（5）具有较强的创新精神和团队合作能力，有勇于追求卓越的精神和高尚的职业道德。
二、培养方案1. 专业课程设置（1）基础课程数学、大学物理、大学化学、工程力学、材料力学、流体力学、热力学、机械原理、电路与电子技术、工程制图、工程设计基础、工程技术经济学等。
（2）专业核心课程汽车工程概论、车辆结构与设计、车辆动力学、车辆制动与传动、汽车电子控制技术、车辆热工学、机车与车辆试验、汽车材料科学与工程、车用发动机、汽车电气与电子技术等。
（3）实践教学环节学生将在实验室和工厂实习中进行车辆工程设计、制造、维修等实践操作，以提高专业技能与知识应用能力。
2. 实习实训（1）校内实训学生在校内实验室进行机械与车辆工程设计、制造、维修等相关实训活动，通过实际操作提高实践技能。
（2）校外实习在暑期和寒假期间，学生将有机会到企业、研究机构等单位进行实习实践，深入了解汽车及其他机械设备的设计和制造工艺、维修技术等，提高综合素质和实际能力。
3. 课程设计学生将在学习过程中开展一定数量的课程设计，例如汽车结构设计、汽车动力学分析、汽车热工学实验等。
通过课程设计，学生将掌握汽车工程理论与实践的基本方法与技巧。
SCR的技术现状及发展趋势
入研 究 ， 金 属催 化剂 很快 被金 属氧 化 物催 化剂 所取 代 贵
４ 现 行 Ｓ 存 在 的 问腰 ＣＲ ＳＲ Ｃ 作为 ～种新 的后处理 技术 ， 能有 效地 降低 内燃机Ｎ ｘ ０ 的排放， 是使柴 油 机达 到欧 Ⅳ排放 标准 的可行之 径， 但是距 离大 规模应 用还 有很长 的路要走 ， 目 前 ＳＲ系统 存在 的 问题有 以下几点 ： Ｃ （） 起步 及怠速 阶段 ， 气温 度低， ０ １ 排 Ｎ 与氨 的反 应还原 效率 比较低， 因此
足
解 决 Ｎ ３泄露 问题 的主 要方 式是 改进 Ｓ Ｒ的控 制 系统 。 Ｈ Ｃ （） ２ 通过开 发高灵 敏度 的Ｎ ｘ 度传 感器 以及 相应 的高精度 的尿素 喷射装 ０浓 置， 改善控 制策 略， 供尽 量精 确 的 Ｎ ３ 提 Ｈ 。 （） ３ 针对 目前低温 ＳＲ 化剂 的开发 和应用 情况 ， 在 以下 一些 方面作进 Ｃ催 应 步 的研 究，以期 开发 出适 合 市场应 用 的 Ｓ Ｒ系统 。 Ｃ （） ４ 开发 以烃类作 还原剂 的ＳＲ Ｃ Ｉ艺 ， 开发 含稀土 元素 的催 化剂， 取代 目前
应 用 技 术
Ｉ ■
Ｓ Ｒ的技术现 状及发展趋势 Ｃ
王
折
（ 吉林大 学汽车 工程 学院 吉林
长春
１０２ ） ３ ０ ５
［ 摘 要］ 油机 在当今 以优 良的动 力性 以及环 保性 能有着十 分 巨大 的前 景， 择性催 化还 原技术 （Ｃ） 柴 选 Ｓ Ｒ 可以改善 柴油机 排放 和燃油 经济 性的氮氧 化物净 化 。 文章介 绍 了 目前 柴油机 Ｓ Ｒ系 统 的研究进 展 ， Ｃ 总结 了 Ｓ Ｒ催 化剂 的研究情 况 ， 出了 目前系统 存在 的 问题， Ｃ 指 并提 出了相应 的解 决方法 。 ［ 关键 词］ 柴油机 Ｓ Ｒ 氮 氧化物 Ｃ 中图分类 号 ：２ ２ １ Ｕ６．１ 文献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ：０９ ９４ （０ ０３ ～２ ８０ １０ １Ｘ２ １） １０ ８ １
吉林大学汽车工程学院
吉林大学汽车工程学院（原吉林工业大学汽车工程系）成立于1955年，由原交通大学、华中工学院和山东工学院的相关专业整体搬迁组建而成，五十年来为我国汽车行业培养了人数众多的技术和管理人才，并在汽车整车与底盘设计、汽车及其零部件制造，混合动力汽车设计理论与控制技术等多个学科领域，具有国内领先的研究和技术积累优势，具备跟踪汽车领域国际前沿技术和承担国家重大科研项目的能力。
1986年正式更名为汽车工程学院，是我国汽车行业高层次复合型人才培养基地、基础共性技术研究开发基地和为行业解决重大基础和关键技术问题的依托单位。
学院设有车辆工程、工业设计（车身设计）、热能与动力工程（汽车发动机)、热能与动力工程（热能）四个本科专业，其车辆工程学科是国内汽车领域最早的国家级重点学科，拥有汽车动态模拟国家重点实验室。
学院拥有以工程院院士郭孔辉教授为核心的200多名教学和科研队伍，其中教授45 人, 副教授68人, 含中国工程院院士1人，国务院学位委员会学科评议组成员1 人，长江学者1人，泰山学者1人，博士生导师29人，教师中拥有博士学位的占50%以上。
学院支撑着博士后流动站2个，博士学位授权点3个，硕士学位授权点7个，本科生专业4个，其中车辆工程和动力机械及工程2 个专业为“211”工程首批重点建设专业，也为特聘教授设岗专业。
在读博士生近100 人、硕士生500余人、本科生2000余人、国外留学生以及访问学者15人，已累计向社会输送各类专业人才17000 余人，一些毕业生已经成为著名专家学者、汽车行业中有影响的领导、企业家和专家。
实验条件：·汽车动态模拟实验室汽车动态模拟国家重点实验室（拟更名为汽车仿真与控制国家重点实验室）是1989年获得批准，利用世界银行贷款建设的国家重点实验室，1993年正式投资建设，1996年12月建成并通过国家验收。
从1997年起正式进入国家重点实验室队列，对外开放运行。
2003年3月以优异的成绩通过由科技部组织的对工程和材料领域国家重点实验室评估。
车用柴油机瞬态工况下排放性能的研究[吉林大学]
![车用柴油机瞬态工况下排放性能的研究[吉林大学]](https://img.taocdn.com/s3/m/522a94995acfa1c7ab00cc4e.png)
分类号 TK421+.5 单位代码 10183密级内部研究生学号 2200605吉林大学硕士学位论文车用柴油机瞬态工况下排放性能的研究Investigation of Exhaust Emission Behavior from an Automotive Diesel Engine under Transient Operating Condition作者姓名：王忠恕专业：动力机械及工程导师姓名刘忠长及职称教授论文起止年月： 2001年9月至2003年2月提要环境保护与节能是当今车用动力技术发展的两个主要着眼点[1]。
过去对柴油机在稳态工况下的排放性能研究比较深入，而对柴油机在瞬态工况下排放性能的研究则才是刚刚开始。
随着环保意识的增强，排放法规越来越严格，对柴油机在瞬态工况下的排放性能进一步研究有着十分重要的实际意义。
本研究的目的就是考察与研究车用增压中冷直喷柴油机在稳态工况和瞬态工况下的排放性能，找出影响柴油机瞬态工况下排放性能的主要因素。
本研究以一汽大连柴油机厂生产的车用增压中冷直喷CA6DE1-21K柴油机为研究对象，通过试验研究了其在稳态工况和瞬态工况下的排放特性。
排放性能的研究主要包括对微粒（PM）、氮氧化物（NOx）、烟度（N）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等试验结果的对比分析及比较了GT35增压器（低速增压器）和TBP4增压器（普通增压器）对柴油机排放性能的影响。
其中瞬态工况模式有：恒转速变转矩工况、恒转矩变转速工况和自由加速工况。
试验研究结果表明：柴油机稳态时的排放特性对柴油机瞬态工况的排放性能有很大影响；柴油机瞬态工况下废气和微粒的排放值要高于其所对应的稳态工况下的排放值；在恒转速变转矩工况中柴油机的PM排放量随转矩增加速率的增加而升高，尤其是低速（1000r/min）时增加更为明显，最高增加量可达3到4倍左右，而在中高转速增加量一般在1倍以内，空燃比滞后效应是导致微粒排放量增加的主要因素；在恒转矩变转速瞬态工况中，PM的瞬态排放量略高于其所对应的稳态排放量，而且PM排放量随转速变化速率n&的变化关系不大，排放值都保持在较低的位置；在自由加速瞬态工况下，PM的瞬态排放量随着n&的增加而升高，SOF在PM中所占的比例约为2/3明显高于DS在PM中所占的比例，出现这种现象主要是由于在该工况下，空燃比下降过大造成部分燃烧，大量未燃HC附着在DS上随废气一同排出，使SOF在PM中所占的比重大大增加。
国内外柴油机技术的现状与发展
国内外柴油机技术的现状与发展日期：2005-10-9 来源：1882年德国人狄赛尔（Rudolf Diesel）提出了柴油机工作原理， 1896年制成了第一台四冲程柴油机。
一百多年来，柴油机技术得以全面的发展，应用领域起来越广泛。
大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。
装备了最先进技术的柴油机，升功率可达到30～50kWh/L，扭矩储备系数可达到0.35以上，最低燃油耗可达到198g/kWh，标定功率油耗可达到204g/kWh；柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其在车用动力方面的优势最为明显，全球车用动力"柴油化"趋势业已形成。
在美国、日本以及欧洲100%的重型汽车使用柴油机为动力。
在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。
在美国，90%的商用车为柴油车。
在日本，38%的商用车为柴油车， 9.2%的轿车为柴油车。
据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。
世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展。
一、国外柴油机技术的现状与发展现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。
西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。
最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。
经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。
下面是国外柴油机应用的一些先进技术：（一）共轨与四气门技术国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求。
柴油机关键技术及其发展
通过泵 端的 单 电磁 阀实 现燃油 喷射控 制 ； 油压 的建立 过程依 赖于 曲轴 转速 ； 不 具备 多次喷 射的能 力 ； 而且一 旦燃 油系统 和整机 的 匹配设计 完成 ， 在 每一 个工 况点 下 ， 燃油系 统 的特性 将不 能调节 。 从 国外发展 来看 ， 共 轨和单体 泵是 比较成 熟技 术 ， 但 是 由于其核 心零 部件 由博 世、 电装和德 尔福 等国 外企业 垄断 ， 不但 价格 高 ， 而且供 应量 也成 问题 。 为 『 ＿ 解 决这 个 问题 ， 国 内整 车 厂和 零部 件企 业 合作 开 发 出电控 直 列泵 ＋ Ｅ Ｇ Ｒ技 术。 这 一技术在 成本 和维修方 面优势 明显 ， 目前 已经批 量用于 整车之上 ， 不 少企 业正 在积极 开 发之 中 。 目前 ， 高 压共 轨和单 体泵两 种技术 都有 各 自的市场 ， 高压 共轨 系统 多用于 中小 功率 的柴 油机 ， 而 单体泵 多用 于大 功率 的重 型柴油 机 。 欧 洲市场 ８ ５ ％以 上 的重 型柴油 机均 采用 电控单体 泵 技术 。 从使用 看 ， 电控 单体泵 对油 品的要 求不 高， 而 电控共轨 技术 要求油 品必须 达到 欧 Ⅲ或 以上 排放所 需要 的标准 。 在 我 国 油 品质量 普遍 难以达到 欧Ⅲ或 以上要求 的条件 下 ， 电控 单体 泵技 术不挑剔 燃油 的优 势 已被公 众普 遍认 可 。 ２ ２ 废气再 循环 技术
未来 发展 文献 标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ９ ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ２ １ ６ － ０ ２
１ ． 前 言 目前 内燃机 的发展 主要 受来 自环 境方 面的 影响 。 全球气 候变 暖备受 关注 ，
电控单 体泵是我 国 已经具有 自主知识 产权的 电控 燃油 系统。 该燃油 系统 对 发动机改 造较小 ， 能够 实现 电控 高压燃油 喷射 ， 具有广 泛的应 用前景 。 单体 泵系 统的另一 个优 势就 是它 的可 靠性和 寿命 ， 这 些性能 已经在欧 洲和北 美市场上 得
吉林大学内燃机课件第3章上课讲义
它向周围混合气的散热量时，它才能靠热传导和活性粒子的扩
散向外扩展，形成稳定的火源，到此才算着火完成。
▪
以后的燃烧是由火焰核心向邻近的均匀混合气进行火焰传播。
即火焰由已燃部分向未燃部分逐渐推进，使燃烧过程持续和扩
展。
第五节 燃烧理论概述
2.柴油机的低温多阶段自燃
▪
在t1阶段，反应不明显，气缸压力无明显变化。
醚或醇类燃料等。
第三节 柴油的使用性能
一、低温流动性：用凝点评价
▪
凝点：温度再下降，失去流动性，凝固。我国的柴油用凝点
编号。
二、雾化性：用粘度评价
▪
粘度：燃料流动性的尺度，表示燃料内部摩擦力的物理特性，
影响柴油的喷雾质量。
▪
粘度大，不易雾化
▪
粘度小，易雾化
三、蒸发性
▪
50%馏出温度：平均蒸发性，低→蒸发性好，喷入后能迅速
（2）燃烧后摩尔数（kmol)
M 2 M C 2 O M H 2 O M O 2 M N 2
1 g C 2g 2 H 0 .2(1 a 1 )L 0 0 .7a 9 L 0
1 gC2g2HaL00.2L 10
1 gC 2g 2 HaL 0(1 gC 2g 4 Hg 3O)2
gH 4
g3O2aL0
▪
90%馏出温度—表明难挥发的重成分的数量。
▪
90%馏出温度越高，重馏分多，易冒烟、积碳、沿缸壁流入
曲轴箱稀释机油，故不能太高。
第二节 汽油的使用性能
二、抗爆性—用辛烷值评价
▪
辛烷值在CFR单缸机上测定，被测燃料—改变压缩比—产生
爆震。
▪
异辛烷（辛烷值为100）+正庚烷（辛烷值为0）。标准燃
吉林大学单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核(完整版)
吉林大学《材料力学》课程设计设计计算说明书设计题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核 (声明，本设计中程序、计算都是自己编写，程序输入自己的参数后即可达到前四题的结果，希望对你有用)交作业序号：34图号：7-2数据号：Ⅱ-3班级：机械九班学号：41100904姓名：…铭目录一、设计目的.....................................................2 二、设计任务和要求...............................................2 2.1 设计计算说明书的要求........................................2 2.2 分析讨论及说明书部分的要求..................................3 2.3 程序计算部分的要求..........................................3 三、设计题目.....................................................3 四、设计内容.....................................................5 4.1 画出曲轴的内力图............................................5 4.2 设计曲轴颈直径d 和主轴颈D ...................................7 4.3 校核曲柄臂的强度............................................8 4.4 校核主轴颈H-H 截面处的疲劳强度..............................10 4.5 用能量法计算A-A 截面的转角z y θθ,...........................11 五、分析讨论及必要说明...........................................14 六、设计的改进措施及方法.........................................14 七、设计体会.....................................................15 八、参考文献.....................................................16 九、附录 (17)一、设计目的本课程设计是在系统学完材料力学课程之后，结合工程实际中的问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合利用材料力学知识解决工程实际问题的目的。
GW4D20轿车柴油机后处理系统开发_硕士论文开题报告
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二、国内外发展现状
1985年，Bissett与Shdman等人提出DPF再生零维模型，得出微粒层厚度、过滤体 表面积、过滤壁面厚度是影响再生过程中最高温度的重要参数
1991年，Tassopoulos等人建立了壁流式蜂窝陶瓷载体的压力损失和过滤特性模型， 并试验验证了模型的准确性 2005年，Nishant、Singh等人建立了重型柴油车DPF再生控制策略模型，利用 燃油后喷+DOC+DPF的方式，实现DPF主动再生
研究各工况的排 气流量、温度、 氧浓度 对DOC （转化效率、温 升特性（HC）） 和DPF再生过程 （温度参数）的 影响
研究一定工况 和碳烟加载量 下，燃油后喷 时刻、后喷速 率、喷油次数 对再生过程的 影响
“质量流量— 压降”MAP和 数学模型相结 合，完成碳烟 加载和再生过 程控制
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四、研究方法及技术路线
DPF再生过程控制
主 要 研 究 内 容
1.研究分析DPF碳烟加载限值
2. 研究确定合理的再生工况范围 3.研究制定合理的燃油后喷策略 4. 制定DPF控制策略
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三、主要研究内容
确定碳烟 加载限值 确定合理 的再生工况
确定燃油 后喷策略 DPF控 制策略
①碳烟加载量对 再生过程中DPF 载体（温度、 温升速率、温 度梯度）和后喷 燃油消耗的影响 ②背压对燃油经 济性、动力性 的影响
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五、前期工作基础
1.阅读轿车柴油机后处理系统控制的相关文献 2.学习Pro/E软件，AVL Fire软件 3.建立后处理系统（DOC+DPF）三维模型，进行仿 真计算校准模型 4.对DPF流动均匀性和捕集效率进行仿真分析和优化， 研究碳烟加载均匀性，为后续工作打下基础
重型柴油机四气门气缸盖的设计_窦慧莉
重型柴油机气缸盖的冷却至关重要, 冷却水量 的多少及冷却水流分布直接影响到柴油机的冷却效
图 4 排气门间拱桥处的各缸水流速度对比
# 244#
汽车工程
2006年 ( 第 28卷 )第 3期
冷却水流速高, 冷却水流过水腔时可以带走足够的 热量, 使气缸盖得到充分冷却。冷却水量较少时, 冷 却水流过水腔内的水流速度减小, 缸盖等零部件得 不到足够的冷却致使局部热负荷增大, 强度下降, 影 响其使用寿命。但如果冷却水量过多, 虽然可使气 缸盖得到充分的冷却, 却增加了水泵 的功率损耗。 经过多种冷却水量的对比计算, 确定采用 420L /m in 冷却水量方案。 313 冷却水分布分析
图 8是气缸盖温度场计算结果。气缸盖的一个 高温区位于火力面上两排气门之间的拱桥处, 另一 个高 温 区 位 于 排 气 管 法 兰 处, 计 算 温 度 分 别 为 352e 和 372e 。该温 度在气缸盖的许用温 度范围 内, 不会引起气缸盖沿排气门拱桥处热裂, 也不会造 成因排气管法兰的温度过高而引起排气管垫密封不 严。结果表明根据冷却水套 CFD 分析确定的气缸 盖水套结构和冷却水流量是合适的。 413 气缸盖疲劳安全系数
511 发动机可靠性试验 使用该气缸盖的发动机在发动机试验台上进行
了 1 000h全速全负荷试验, 试验结束后拆机检查, 将试验后的气缸盖在水压试验机上使用 015MP a压 力进行缸盖水套泄漏检查, 没有发现漏水, 没有出现 任何裂纹, 证明气缸盖工作可靠。 512 气缸盖测温结果
采用热电偶对气缸盖的排气 门间拱桥进行测 温, 测量结果为 350e , 与 FEA 结果相吻合, 初步说 明采用的 FEA 边界条件合理可行。 513 气缸盖水流分布试验
国内外柴油机技术现状及发展
国内外柴油机技术现状及发展(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--国内外柴油机技术的现状及发展来源：潍柴动力股份有限公司1882年德国人狄赛尔（Rudolf Diesel）提出了柴油机工作原理，1896年制成了第一台四冲程柴油机。
一百多年来，柴油机技术得以全面的发展，应用领域起来越广泛。
大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。
装备了最先进技术的柴油机，升功率可达到30～50kWh/L，扭矩储备系数可达到以上，最低燃油耗可达到198g/kWh，标定功率油耗可达到204g/kWh；柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其在车用动力方面的优势最为明显，全球车用动力"柴油化"趋势业已形成。
在美国、日本以及欧洲100%的重型汽车使用柴油机为动力。
在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。
在美国，90%的商用车为柴油车。
在日本，38%的商用车为柴油车， %的轿车为柴油车。
据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。
世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展。
一、国外柴油机技术的现状与发展现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。
西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。
最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。
经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。
下面是国外柴油机应用的一些先进技术：（一）共轨与四气门技术国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求。
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（5）机外净化措施
• 采用催化器 • 颗粒捕集器，但是对NOx有影响 • 催化式捕集器，可以连续再生。适用于非道路
小型柴油机
• 氧化催化剂 • 废气再循环 • 喷水，主要降低NOx
（6）达到极低排放值时需采取的措施
• 主要是通过提高喷油压力来达到 • 采用电控高压喷射系统 • 多段喷射技术 • 可变几何截面增压器VGT（可变喷嘴增压器VNT） • 先进的EGR系统 • 高品质柴油－低含硫量、高十六烷值 • 采用新的燃烧控制和燃烧方式，如HCCI
• 近来日本首次开发出了可用于柴油引擎尾气净化的电 化学陶瓷反应器生产技术。与现有的过滤器方式不同， 它能够在与氧气共存的状态下边还原NOx、边氧化PM， 而且还是连续反应。利用此技术，能够实现取代 DPF(柴油颗粒过滤器)的柴油尾气净化系统
减少HC排放的技术
• 提高缸内温度，可以通过提前喷油、提 高压缩比来实现
• 目前最小喷油提前角可达到7～8 oCA • Pmax降低，压力升高率dp/dφ减小，对降低燃烧噪声也有好处 • 但是烟度增加
— 增压＋中冷
• 增压后各种排放水平呈现总体上下降的趋势， 其中HC和CO由于空气充足而充分氧化更为明 显
• 用较大的过量空气系数组织燃烧，降低了碳烟， 同时使燃烧温度不致过高，抑制了NOx的增加
1、柴油机排放控制技术及发展趋势
（1）NOx生成的机理
NOx生成的条件是：
高温富氧，当温度超过1800K就有NOx产 生，当温度大于2300K左右时，NOx急剧 增加。
控制NOx生成的主导思想就是降低混合气 含氧量、反应温度和在高温区停留时间。
（2）影响NOx生成的参数 • 进气状态、喷油系统性能、燃油品质、运行工
— 降低涡流强度，缩短放热过程中的预 混合燃烧阶段
— 预喷射或多段喷射，提高混合速度和 燃烧速度
— 废气再循环，减弱初始反应，降低燃 烧温度，减小氧气浓度
— 燃料改质，增加十六烷值，>55
— 延迟喷油
• 通过推迟喷油，可以缩短滞燃期，减少滞燃期内喷入的油量，降 低最高燃烧温度和压力。喷油推迟导致的后燃期过长的问题，通 过增大供油速率，缩短喷油时间，加快燃烧速率，缩短燃烧时间 解决
• 直喷式可以大于40％，非直喷式可以 达到25％
• 全负荷时不用，转速提高时EGR率降 低
• 一般流到增压器后，以防止沾污压气 机叶轮
• 为了有效降低混合气温度, 回流的废气也要进行冷却，同时 也可以提高进气密度 • 增压中冷柴油机中NOx排放物 可以降低60%
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
• 柴油机燃烧产生HC、CO、NOx和微粒PM等 有害排放物, 其中NOx 和PM是柴油机的 控制重点
• 汽车已经成为城市大气的主要污染源， 柴油汽车的不良表现更为明显
• 需要机内和机外净化技术措施，使车用 柴油机有害废气排放减少到国家排放法 规要求的水平
4 冲程柴油机污染物形成
欧洲汽车排放标准
况都对NOx有影响： 1、 进气湿度、温度、压力 2、供油参数：A:喷油定时B:喷油压力C:喷油 速率D:喷嘴孔大小和数目
3、燃油16烷值
4、负荷 燃烧温度
5、发动机转速
6、进气涡流强度
（3）降低NOx的技术
— 延迟喷油，降低最高压力和最高温度， 但油耗增加
— 增压＋中冷，缩短滞燃期＋降低进气 温度
能耗
• 发展新型喷油系统，提高喷油系统的喷 射压力和控制喷油规律
• 不断降低有害排放物和噪声，满足越来 越严格的环保要求，发展排气后处理技 术
• 开发应用汽油机缸内喷射技术
• 推广应用清洁能源内燃机，如LPG、CNG、 混合动力（Hybrid）、燃料电池（Fuel cell）等替代燃料发动机
2、国内 • 开发电控内燃机产品，柴油机电控尚处
• 减小余隙容积 • 缩短着火滞后期并提高混合速率，可通
过减小喷油嘴喷孔直径来实现
• 减小喷油嘴压力室容积
（4）减少PM排放的技术
• 减少碳烟 • 减少燃油和机油所产生的HC • 减少燃油的含硫量和硝酸盐含量 • 提高空燃比到25左右，颗粒排放随着空燃比增大而减
少，
• 提高喷射压力，提高雾化水平 • 改善冷起动性能 • 采用适当形状的燃烧室 • 合理布置喷油器油孔数目、大小、方向，采用4气门，
柴油机控制排放污染、 振动噪声以及提高燃油
经济性的技术措施
吉林大学汽车学院内燃机工程系 袁兆成
一、概述
• 内燃机工业水平的高低是衡量一个国家 发达程度的重要标志之一,发动机技术掌 握的程度决定了汽车企业的发展水平
• 全国内燃机保有量达9一10亿kW。消耗我 国石油资源的45％、柴油的75％、汽油 的60%以上,是能源的消耗大户。
不消耗机械能就能降低流体的压力，并能在扩压段内使流体的压力得到较大恢复。 不仅可以较方便的在高速工况时实现充足的EGR率，从而降低NOX的排放，并且能够 利用可以恢复大部分流体压力的特点，基本上不增加燃油消耗率。从满足越来越严 格排放法规的角度考虑，带文丘里管的EGR系统与其它为在高工况时实现EGR而采取 的措施比较，是有很大的优势的。
于研究开发阶段 • 发展高速、高喷射压力的新型喷油系统
嘴端压力在90MPa左右，国外可达180MPa 以上 • 研究开发顶置凸轮、多气门高速内燃机 配气系统 • 研究汽油机多点喷射和缸内喷射技术 • 研究开发高速直喷燃烧系统（小型高速 柴油机）
• 进一步提高内燃机产品可靠性和耐久性 （大约是进口机型的1／3--1／2）
BOSCH公司EGR对NOx的影
—后处理技术
• 对NOx进行催化还原处理 • 现有技术是对NOx等有害物通常利用金属三元催化剂
等活性催化剂，对其进行还原和分解
• 但是NOx在催化剂上的还原需要H2、CO和HC作为还 原剂，当过量空气系数α>1时,这些还原剂首先与氧反 应，NOx的还原反应不能进行，所以柴油机中无法同 时进行三元催化，柴油机中通常利用二元催化反应器
采用两个涡轮。从排气管分出一部分废气带动另一个小涡轮转动，同时带动同轴的 压气机转动，从而将废气引入进气管。系统的缺陷是，由于小的涡轮和小的压气机 的压比不匹配，使得其效率不高，另外尽管废气经过冷却再通过压气机，但废气对 其腐蚀作用还是存在的,三是结构复杂.
对于使用可变截面涡轮增压器的柴油机，高负荷时可以通过减少涡轮的 流通面积来提高排气压力，进而增大高负荷时的EGR率。这样能拓宽EGR 的使用工况范围。但是控制困难。
• 有害排放物和噪声是我国城市环境的主 要污染源，是环境破坏的主要根源之一。
二、内燃机产品及技术的发展方向
1、国外 • 应用现代设计技术和手段，缩短产品开发
周期，提高产品智能化水平，改善综合 性能。
• 开发全电控内燃机产品 • 发展高效率涡轮增压及中冷技术 • 开发高速小型直喷燃烧系统柴油机 • 采用先进技术，进一步降低内燃机产品
实现EGR的方式
内部EGR系统
进、排气管装节 流阀的EGR系统
废气引入压气 机口的EGR系统
利用辅助压气机 的EGR系统
利用进排气管压 力波动的EGR系统
双涡轮EGR系统
EGR系统采用变 截面涡轮
文丘里管的EGR 系统
工作原理及特点
在进气行程内，排气阀再开启一次，让排气管中废气流入气缸内。很难 控制低负荷的EGR率，也很难对流入气缸的废气进行冷却。无凸轮配气 机构 废气引入压气机或中冷器的出口，通过节流阀提高排气压力，或降低进 气压力而实现废气再循环。会引起发动机泵气损失增大，油耗显著增加， 烟度的明显上升，很难做到NOX和微粒排放的平衡，有一定的局限性。
• 降低内燃机有害排放物和噪声。气体排 放已经达到欧洲1号标准，噪声比国外同 类型机高2一5dB（A）
• 开发代用燃料内燃机，气体燃料发动机 已经较大范围应用，其他正处于研发阶 段
三、车用柴油机是我国重点发展产品
• 由于柴油机效率高、排放低（CO2，HC，CO）、使用 经济性好、扭矩大，在车用动力方面有很大的发 展潜力。国外大中型汽车基本上都用柴油机，在 西欧，柴油轿车也已达到25％以上。
SYSTEM
Euro III
Max Spefic Pow er (kW /litre)
47
Com pression Ratio 4 valves per cylinder Sw irl level (Rs) Variable sw irl VGT Turbocharger Fuel Injection Equipm ent
– 直列式预喷射泵 – 有预行程分配泵（VE泵） – 高压共轨喷射系统 – 单体泵 – 泵喷嘴
高压共轨喷射系统 第二预喷与主喷间隔
不同预喷射宽度对NOx，噪声、烟度和油耗的影响
Auxiliary Radiator
— 废气再循环技术
• 与汽油机类似，但是柴油机排气中含 氧量比汽油机排气高，所以允许柴油 机以较大的EGR率来降低NOx排放
法规名称
车型
CO/g/km HC/g/km
汽油车和柴油车
欧洲I号
2.72/3.16
型式/一致性认证
汽油车 2.2
NO/g/km
HC+NO/ g/km
PM/g/km
实施日期
型式认证1992.7.1
0.97/1.13 0.14/0.18 一致性认证
1992.12.31
0.5
型式认证 1996.1.1
欧洲II 非直喷柴油 1.0 直喷柴油 1.0
• 柴油机的发展方向和重点 —大幅度提高柴油机使用可靠性； —提高扭矩储备，改善使用性能； —降低柴油机的使用燃油耗；这是永恒的主题。 —提高柴油机使用寿命； —改善低温起动性能； —降低柴油机噪声； —提高柴油机零部件制造精度； —进一步降低柴油机排放污染物; —推广应用现代设计制造技术