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汽车柴油发动机
柴油机是用柴油作燃料的内燃机，属于压缩点火式发动机，以主要发明者狄塞尔命名为狄塞尔引擎。
柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。
柴油机种类繁多。①按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机。②按冷却方式可分为水冷和风冷柴油机。③按进气方式可分为增压和非增压（自然吸气）柴油机。④按转速可分为高速(大于1000转／分)、中速（350～1000转／分）和低速（小于350转／分）柴油机。⑤按燃烧室可分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机。⑥按气体压力作用方式可分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等。⑦按气缸数目可分为单缸和多缸柴油机。⑧按用途可分为船用柴油机、机车柴油机、汽车柴油机、发电柴油机、农用柴油机、工程机械用柴油机等。
人们曾一度放弃了柴油车，那种体积大、噪声高、发出难闻气味的柴油机形象至今还留在许多人的记忆中。然而经过几十年的发展，现代的柴油机已成为一种排放清洁、节省能源的动力，是一种可行的过渡性技术解决方案。在欧洲，柴油车销量已占汽车总销量的40%，美国市场的柴油车销售量也在逐渐增加。戴姆勒-克莱斯勒、大众、宝马、福特和通用等国际汽车巨头都对美国的柴油车市场，特别是柴油轿车市场表现出极大的兴趣。当然，这里所指的是现代的绿色柴油机。
柴油发动机的主要特点
（1） 有能量密度高（大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50%），燃油消耗率低，这对节约能源和提高经济效益都很重要。
（2） 好的燃油经济性；
（3） 温室效应气体排放少，其二氧化碳的排放量比汽油机大约低30-35%，但废气中含有害成分（NO，颗粒物等）较多，噪声较大，在环境环抱方面已引起重视。
（4） 功率和转速范围很大（功率1—65580KW，转速54—5000r/min），因此应用领域宽
（5） 结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高，与汽油机相比质量较大。
（6） 新技术（电子控制，增压，废气再循环，新材料）应用多，发展快。产品研制开发和生产装备的投资大，属于技术密集和资金密集性产品。
柴油发动机与汽油发动机两者的根本区别是，一个“压燃”一个“点燃”。汽油机的燃料是在进气行程中与空气混合后进入气缸，然后被火花塞点燃作功；柴油机的燃料则是在压缩行程接近终了时直接喷注入气缸，在压缩空气中被压燃作功。这个区别造成了柴油机在燃料供给系统的结构有其自己的特点。柴油机的燃料喷射系统是由喷油泵、喷油器、高压油管及一些附属辅助件组成。
柴油机燃料输送的简单过程是：输油泵将柴油送到滤清器，过滤后进入喷油泵（为了保证充足的燃料并保持一定的压力，要求输油泵的供油量比喷油泵的需要量要大得多，多余的柴油就经低压管回到油箱，其它部分柴油被喷油泵压缩至高压）经过高压油管进入喷油器直接喷入气缸燃烧室中压燃。为了柴油机能在怠速稳定工作和限制柴油机超速，在喷油泵上还带有调速器。喷油泵是柴油机燃料供给系统中最精密的部件，它的作用就是根据柴油机工况的变化调节柴油量，并提高柴油压力，按规定的时间与规律将柴油供给喷油器。（图文待续）
汽车柴油机新技术——高压共轨电子控制燃油喷射技术
传统的柴油机存在供油不精确的问题，解决的办法是采用电子控制燃油喷射的技术，柴油机需要对油量、定时、喷油压力、喷油路等多参数进行综合控制，其软件难度大于汽油机。第一代柴油机电控燃油喷射系统称位置控制系统，用电子伺服机构代替调速器控制供油滑套位置以实现供油量的调整，可以同时控制定时和预喷射。第二代系统称时间控制系统，其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式，油量和定时调节由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭决定。第三代称为直接数控系统，完全脱开传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨压力和喷油压力／时间的综合控制，实现各种复杂的供油回路和特性。柴油机喷射系统形式多样，电控系统也形式多样，但共轨式电控燃油喷射技术是总的发展方向。
共轨式电控燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的 map 图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。
现在该项新技术已开始在国外以柴油机提供动力的汽车上投入使用。这是世界汽车工业为满足日益严格的废气排放标准的必然趋势，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善噪声、燃油消耗等方面的综合性能；它在有利于地球环境保护的同时，也必将促进柴油机工业、汽车工业及与之相关工业的发展。该技术的主要特点是：
1. 采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀；
2. 采用共轨方式供油；
3. 高速电磁开关阀频响高，控制灵活；
4. 系统结构移植方便，适应范围宽。
增压涡轮的中间冷却系统
增压可使柴油机在排量不变，重量增加不大的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比，增压柴油机不仅体积小，重量轻，功率大，而且还降低了单位功率的成本。因此，增压技术不仅应用在柴油机，还推广到汽油机，是改善内燃发动机的重要技术手段。但空气压力的提高就是空气密度的提高，空气密度的提高必然会使空气温度也同时增高，这如同给轮胎打气时泵会发热一样。发动机涡轮增压器的出风口温度会随着压力增大而升高，温度提高反过来会限制空气密度的提高，要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。在相同的空燃比条件下，增压空气温度每下降10摄氏度，柴油机功率能提高3%－5%，还能降低排放中的氮氧化合物（NOx），改善发动机的低速性能。这就是不能不说道中间冷却技术系统。
柴油机中间冷却技术的类型分两种，一种是利用柴油机的循环冷却水冷却，另一种是利用外界空气以散热器冷却。用冷却水冷却要添置一个独立循环水的辅助系统，成本较高而且机构复杂，因此，汽车柴油机大都采用空气冷却式中冷器。空气冷却式中冷器利用管道将压缩空气通到一个散热器中，利用风扇提供的冷却空气强行冷却。空气冷却式中冷器可以安装在发动机水箱的前面、旁边或者另外安装在一个独立的位置上，它的波形铝制散热片和管道与发动机水箱结构相似，热传导效率高，可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度。
中间冷却技术不是一项简单的技术，过热无效果白费工夫，过冷在进气管中形成冷凝水会弄巧成拙。因此要将中冷器和涡轮增压器进行精确的匹配，使得压缩空气达到要求的冷却温度。
汽车柴油机用的轻柴油
·定义：在石油蒸馏过程中，温度在200～350℃之间的馏分油品
·分类：轻柴油（用于高速柴油机）重柴油（用于中低速柴油机）
·标号：10#、0#、-10#、-20#、-35#和-50#（目前国内应用的轻柴油按凝固点划分为6个，选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。我国的北方和南方部分地区不同季节应选用不同的柴油标号：10#适用的最低气温为8℃以上；0#适用的最低气温为4℃以上；-10#适用的最低气温为-5℃以上；-20#适用的最低气温为-14℃以上；-35#适用的最低气温为-29℃以上；-50#适用的最低气温为-44℃以上）
轻柴油的评价指标
·发火性：指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。十六烷值大，发火性好，容易自燃。使用十六烷值高的柴油易于启动，燃烧均匀而且完全，发动机功率大，油耗低。国家标准规定轻柴油十六烷值不小于45。
·蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如，50％馏出温度即柴油馏出50％的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300℃，但没有规定最低温度限，为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。
·低温流动性：用柴油的凝点和冷滤点评定低温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度，而冷滤点则是指在特定的试验条件下，在1min内柴油开始不能流过过滤器20mL时的最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高4～6C。
·粘度：是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动性有关。粘度随温度而变化，当温度升高时，粘度减小，流动性增强；反之，当温度降低时，粘度增大，流动性减弱。
·安定性：用实际胶质、10%蒸余物残炭、氧化安定性三项指标评定。
·防腐性：用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标评价。
·清洁性：用柴油中的灰分、水分和机械杂质等指标评价。
柴油成份比例
链烷烃：67.69
环烷烃：15.22
一环：8.6
二环：5.36
三环：1.26
总的芳香烃：17.09
单环芳烃：9.9
烷基苯：8.56
茚，萘衍生物：1.34
多环芳香烃：7.19
茚类：0.37
萘类：3.58
苊类，苊烯：2.41
三环芳烃：0.43
胶质：0.40
柴油机与轻柴油
轻柴油是由石油炼制成的供高速（1000转／分以上）柴油机使用的燃料。经石油直馏馏分、催化裂化馏分和精制热裂化馏分调制而成。以轻柴油作为燃料的高速柴油机热效率高、比油耗（每千瓦小时的耗油量）低，因此广泛应用于重型和部分中型载货汽车上，以及少量的轻型汽车和轿车上。铁路内燃机车、工程机械和农业机械也采用轻柴油作为燃料。轻柴油应具备良好的发火性和低温流动性，还要有适当的蒸发性、粘度和安定性。
轻柴油喷入气缸内遇到高温高压空气而自燃发火的性能，以十六烷值表示。十六烷值高，表示轻柴油的发火性好，柴油机工作平稳、柔和，低温起动性好；十六烷值太低，则发火迟缓，气缸内积累的可燃混合气多，发火后压力和温度猛烈上升，柴油机工作粗暴，运转不平稳，噪声大，并可能损伤轴瓦。如果十六烷值过高（超过65～70），则轻柴油发火过快，与空气来不及充分混合即燃烧，会造成后燃期长，燃烧不完全，油耗增多。汽车用轻柴油的十六烷值一般以40～50为宜。
柴油机的工作环境温度降低时，轻柴油具有的流动性能。良好的低温流动性可保证轻柴油在燃料供给系统中正常的过滤和输送。低温流动性可用浊点、凝点或冷滤堵塞点等指标评价。浊点是轻柴油冷却时开始析出石蜡结晶体因而呈现混浊的最高温度；凝点是轻柴油继续冷却失去流动性的最高温度；冷滤点是轻柴油析出的石蜡晶体能够堵塞规定的低温过滤装置的最高温度。大多数商品轻柴油系石蜡基原油炼制，以浊点控制其最低温度失之过严，以凝点控制则失之过宽。70年代后期倾向于采用冷滤点作为低温流动性指标。中国轻柴油按凝点分为0、-10、-20和-35等四个牌号。凝点低，馏分相应较轻。汽车用轻柴油的凝点至少应比最低使用环境温度低5℃。
轻柴油在一定的温度、压力下，由液态转变为气态的能力。它影响柴油机的起动性、工作可靠性、燃料经济性和机件磨损。轻柴油的蒸发性用50％、90％或95％的馏出温度控制。如果馏分太重，蒸发缓慢，则低温起动困难，后燃期长，燃烧不完全，且易引起机油稀释，加剧发动机磨损；馏分太轻（低沸点化合物多），则十六烷值低，不易发火，加以蒸发快，更易使柴油机工作粗暴。
液体流动时，分子间产生内摩擦阻力的性质。轻柴油的粘度是保证喷油雾化、喷油距离，以及高压油泵与喷嘴柱塞副润滑要求的指标。高速柴油机用的柴油粘度是20℃时2.5～8.0厘斯。
含有裂化馏分的轻柴油安定性差，在贮存期易产生胶质和有机酸。胶质和有机酸易使喷嘴结焦，燃烧室内积炭增多。在轻柴油中加入适量抗氧防胶剂能提高其安定性。轻柴油含硫量也是一个重要使用性能指标,它影响气缸的磨损。许多国家规定的含硫量容许值为0.5%，中国规定不超过0.2%。为防止轻柴油的酸性燃烧产物的腐蚀作用，柴油机须用有碱性的润滑油润滑。
汽车柴油机用的润滑油
汽车内燃机润滑油的主要作用是对汽车发动机的部件润滑减磨、散热冷却、燃烧室密封、清洁分散、防锈防腐、减震卸荷等。润滑油应具有合适的粘度及良好的粘温性能，主要指标有：粘度、粘度指数、闪点和燃点、灰分、残炭值。
我国汽车内燃机润滑油粘度等级分类是采用美国汽车工程师学会 SAE 分类标准，共分为 0W、5W、10W、15W、20W、25W、20、30、40、50、60 号十一个级别。夏季一般使用 40 号，南方少数地方使用 50 号，冬季南方一般使用 30 号，北方需使用 10W、15W 号，极少数严寒地区还需 5W 号。此外，还有冬夏通用，南北通用，同时具有节能效果的多级油 XW/XX。（W 代表冬天）。
质量档次采用美国美国石油学会 API 提出的标准，柴油内燃机润滑油按质量水平分为CC、CD、CE、CF-4（一般情况下油质与性能的良好顺序为CC至CF）。
汽车齿轮箱用的润滑油
汽车齿轮润滑油的主要作用是对汽车有良好的减压抗磨性，防止齿轮表面擦伤和胶合，有较低的成沟点和低温流动性，保证车辆在低温下易于起动和正常使用、有良好的氧化安定性，以适应在苛刻条件下长期使用，还要有良好的抗泡沫性和防锈性。
我国汽车齿轮润滑油粘度等级分类是采用美国汽车工程师学会 SAE 分类标准，共分为 70W、75W、80W、85W、90、140、250 号七个级别，（W 代表冬天）。
质量档次采用美国美国石油学会 API 提出的标准，分普通车辆齿轮油（GL-3）、中负荷车辆齿轮油（GL-4）、重负荷车辆齿轮油（GL-5）三级，分别与美国的 GC-3、GC-4、GC-5级油相当。（一般情况下油质与性能的良好顺序为GL-3至GL-5）。XXW/XX为冬夏通用齿轮油。主要是 SAE75W/90、SAE85W/90、85W/140 冬夏通用油。
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