柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是扭矩大、經(jīng)濟(jì)性能好。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有許多相同的地方,每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸發(fā),而其自燃溫度卻比汽油低,因此,可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。不同之處主要有,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中的混合氣是壓燃的,而非點(diǎn)燃的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),進(jìn)入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點(diǎn)的時(shí)候,溫度可以達(dá)到500-700℃,壓力可以達(dá)到40—50個(gè)大氣壓?;钊咏现裹c(diǎn)時(shí),供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力在極短的時(shí)間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油,柴油形成細(xì)微的油粒,與高壓高溫的空氣混合,可燃混合氣自行燃燒,猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力,推動(dòng)活塞下行做功,此時(shí)溫度可達(dá)1900-2000℃,壓力可達(dá)60-100個(gè)大氣壓,產(chǎn)生的扭矩很大,所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛的應(yīng)用于大型柴油設(shè)備上。
傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn):熱效率和經(jīng)濟(jì)性較好,柴油機(jī)采用壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度,使空氣溫度超過柴油的自燃點(diǎn),這時(shí)再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒。因此,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需點(diǎn)火系統(tǒng)。同時(shí),柴油機(jī)的供油系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單,因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油機(jī)壓縮比很高。熱效率和經(jīng)濟(jì)性都要好于汽油機(jī),同時(shí)在相同功率的情況下,柴油機(jī)的扭矩大,最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速低,適合于載貨汽車的使用。
但柴油機(jī)由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,所以柴油機(jī)比較笨重,體積較大;柴油機(jī)的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機(jī)工作粗暴,振動(dòng)噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時(shí)起動(dòng)困難。由于上述特點(diǎn),以前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一般用于大、中型載重貨車上。傳統(tǒng)上,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于比較笨重,升功率指標(biāo)不如汽油機(jī)(轉(zhuǎn)速較低),噪聲、振動(dòng)較高,炭煙與顆粒(PM)排放比較嚴(yán)重,所以一直以來很少受到轎車的青睞。特別是小型高速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的新發(fā)展,一批先進(jìn)的技術(shù),例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術(shù)得以在小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用,使原來柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在的缺點(diǎn)得到了較好的解決,而柴油機(jī)在節(jié)能與CO2排放方面的優(yōu)勢(shì),則是包括汽油機(jī)在內(nèi)的所有熱力發(fā)動(dòng)機(jī)無法取代的,成為“綠色發(fā)動(dòng)機(jī)”。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛,處在所屬產(chǎn)業(yè)鏈的相對(duì)核心的位置。在過去十多年的發(fā)展中,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)業(yè)形成了一系列的配套企業(yè),很多的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)更多充當(dāng)了總承裝配者的角色,而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一些關(guān)鍵的零部件:曲柄連桿、活塞、氣缸套、凸輪已交由專業(yè)公司生產(chǎn)。專業(yè)化分工使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廠商能更加集中自身的優(yōu)勢(shì),專注于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)的和制造。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于最終配套產(chǎn)品,比如大功率高速柴油機(jī)主要配套重型汽車、大型客車、工程機(jī)械、船舶、發(fā)電機(jī)組等。因此,柴油機(jī)行業(yè)的發(fā)展在很大程度上取決于相關(guān)終端產(chǎn)品市場(chǎng)情況。
在農(nóng)用柴油機(jī)領(lǐng)域,發(fā)展中國家的市場(chǎng)增長(zhǎng)將彌補(bǔ)發(fā)達(dá)國家的市場(chǎng)滑落,全球人口的快速增長(zhǎng),以及老舊設(shè)備的更新?lián)Q代都對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械有較大需求,全球農(nóng)用柴油機(jī)市場(chǎng)將呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)是航空工業(yè)的核心細(xì)分子行業(yè),未來發(fā)展前景非常廣闊。綜合以上對(duì)各領(lǐng)域的分析,我們認(rèn)為,全球柴油發(fā)動(dòng)機(jī)將保持8%的速度穩(wěn)步向前發(fā)展。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是扭矩大、經(jīng)濟(jì)性能好。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸發(fā),而其自燃溫度卻較汽油低,因此可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。不同之處主要是,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的混合氣是壓燃的,而不是點(diǎn)燃的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)進(jìn)入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點(diǎn)時(shí),溫度可達(dá)500-700℃,壓力可達(dá)40—50個(gè)大氣壓?;钊咏现裹c(diǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油,柴油形成細(xì)微的油粒,與高壓高溫的空氣混合,柴油混合氣自行燃燒,猛烈膨脹,產(chǎn)生爆發(fā)力,推動(dòng)活塞下行做功,此時(shí)的溫度可達(dá)1900-2000℃,壓力可達(dá)60-100個(gè)大氣壓,產(chǎn)生的扭矩很大,所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛的應(yīng)用于大型柴油汽車上。