世界車用柴油機發展呈五路并進高趨勢

柴油機熱效率最高，廣泛用于國民經濟各領域。在車用柴油機方面，載重車用柴油機的發
展較早且比較成熟，而轎車柴油機由于重量輕（只有100多千克），體積小，轉速與功率高
（轉速超過4000轉/分，功率超過40千瓦/升），因而集中了柴油機發展中的高新技術，代表了
車用柴油機的發展趨勢。盡管世界各主要汽車與發動機公司開發的新一代柴油機各有特點，但
大體上反映了以下發展趨勢：

一是直噴式柴油機的比例不斷提高，采用直噴式柴油機的缸徑不斷降低。如戴姆勒·克萊
斯勒公司用于SMART車的BENZOM-660機（D/S=65.5/79毫米，3缸，排量0.8升），大眾的LUPO機
（D/S=76.5/86.4毫米，3缸，排量1.19升）。

二是采用增壓、中冷與多氣門技術。柴油機氣缸內能燃燒的燃料量取決于氣缸的充氣量，
為此車用柴油機上廣泛采用了渦輪增壓與中冷技術（TAC）。大型船用與機車柴油機一直采用4
氣門結構，車用柴油機缸徑大于100毫米以上的均優先采用4氣門結構，優點是除了充分利用氣
缸圓面積增加進氣量與實現可變進氣渦輪外，還可以將噴油器垂直中置，使油柱分布均勻，有
利于燃燒過程中的優化。對于缸徑小于100毫米的車用柴油機，有采用4氣門，也有保持2氣門
的。

三是實現高壓噴射與電控，優化噴油規律，發動機是汽車的動力與心臟部件，而噴油系統
又是柴油機的心臟，目前國外車用柴油機噴油系統均沿著增加機械與液壓剛度方向發展，為滿
足越來越嚴格的排放法規（歐III與歐IV標準），噴油壓力不斷提高，目前在傳統的泵管嘴系
統中，噴油壓力已普遍超過1000巴，在新的高壓噴射系統中，噴油壓力已超過1500巴，甚至達
到2000巴。

四是排氣再循環（EGR）與排氣后處理技術（機外凈化）。實現排氣再循環可降低NOX，但
不利于燃油經濟性，若能實現EGR冷卻與電控，則有利于改善綜合性能。柴油機的排氣后處理
技術比汽油機困難，但是國外在微顆粒過濾及其再生技術與NOX催化還原技術方面已取得了長
足的進步，可以適應未來歐IV排放法規的要求。

五是優化結構設計，減少摩擦與附件功率損失，提高機械效率。柴油機的有效效率等于指
示效率與機械效率的乘積，因此柴油機的燃油消耗率也直接受到機械效率的影響。國外在致力
于完善缸內工作過程的同時，也十分重視減少摩擦損失和提高機械效率的研究。此外，以德國
的MTU公司為代表的部分停缸技術（CDA）也是一種有效手段。

總之，柴油機特別是轎車的小型高速直噴式柴油機，是一項集熱、機、電為一體的綜合系
統與高科技產品。隨著電控技術的發展，柴油機的工作也不斷向綜合優化與智能化控制方向發
展，性能不斷改善，應用也會日益廣泛。

目前，我國在載重車上已廣泛采用了柴油機，如一汽集團的錫柴與大柴，但是，我國在排
量2升（缸徑在85毫米）以下高速車用柴油機、特別是轎車柴油機方面仍是空白，與歐洲和日
本相比情況很不相稱，至于柴油機的技術水平方面差距就更大了。因此，積極引進與開發包括
轎車柴油機在內的車用柴油機，乃是我國汽車工業面臨的一項十分重要而艱巨的任務。