沃尔沃遍达柴油发动机的燃油利用功能主要通过以下工作原理实现:
### 先进的燃油喷射系统
- **高压共轨技术**:沃尔沃遍达柴油发动机采用高压共轨燃油喷射系统,该系统将燃油通过高压油泵加压后,存储在共轨管中,保持稳定的高压状态。然后,喷油器根据发动机控制单元(ECU)的指令,在的时刻将燃油以极高的压力喷射到气缸内。例如沃尔沃D17发动机,对喷射压力和精度进行了优化,喷射压力可高达数百甚至上千巴,使燃油能够更好地雾化,形成细小且均匀的油滴,与空气充分混合,从而提高燃烧效率,实现更完全的燃烧,相比传统的燃油喷射系统,可有效降低燃油消耗.
- **多次喷射策略**:发动机在一个工作循环内能够实现多次燃油喷射,如预喷射、主喷射和后喷射等。预喷射在主喷射之前进行,少量的燃油提前喷入气缸,使燃烧室内形成更均匀的混合气,降低燃烧噪音和氮氧化物排放;主喷射提供主要的动力输出,其喷射时刻和喷油量根据发动机的负荷和转速等工况控制;后喷射则在主燃烧之后进行,再次喷入少量燃油,促进未完全燃烧的物质进一步燃烧,减少颗粒物排放,提高燃油利用率,这种多次喷射策略能够在保证动力性能的同时,兼顾燃油经济性和环保性能.
### 智能的发动机管理系统
- **实时监测与调控**:配备了复杂而精密的发动机管理系统,该系统通过各种传感器实时监测发动机的运行参数,如转速、负荷、温度、进气量、燃油压力等。ECU根据这些实时数据,运用先进的控制算法,调整燃油喷射量、喷油时刻、进气量、涡轮增压压力等参数,确保发动机在不同工况下都能保持的工作状态,实现燃油的利用。例如在怠速和低速行驶等低负荷工况下,自动减少喷油量,降低燃油消耗;在高速行驶和加速等大负荷工况下,合理增加喷油量,保证动力输出的同时,优化燃烧过程,提高燃油效率.
- **与车辆系统集成优化**:发动机管理系统还能与车辆的其他系统进行深度集成和协同控制,如变速器、底盘等。与先进的变速器匹配时,可根据车速和负载自动选择合适的挡位,使发动机始终运行在经济转速范围内,避免发动机在低效区间工作,进一步提高整车的燃油经济性。此外,还能与车辆的制动系统、能量回收系统等协同工作,实现能量的有效回收和再利用,降低车辆的综合能耗.
### 的涡轮增压技术
- **可变截面涡轮增压器**:沃尔沃遍达柴油发动机广泛应用可变截面涡轮增压器(VGT),其核心原理是通过改变涡轮叶片的角度来调整涡轮的流通截面积。在发动机低转速时,缩小涡轮截面,使废气更容易冲击涡轮叶片,从而增加进气压力,提高进气量,让发动机在低转速下就能输出较大扭矩,改善车辆的起步和加速性能;在高转速时,增大涡轮截面,保证进气顺畅,维持发动机的高功率输出。这种根据发动机工况自动调整的特性,使发动机在全转速范围内都能保持良好的进气效率,进而提高燃油燃烧效率,与普通涡轮增压器相比,可在全工况范围内提高燃油效率10%-15%左右 ,有效提升了发动机的动力性和燃油经济性.
- **增压与中冷技术配合**:涡轮增压后的空气温度会升高,密度降低,影响进气量和燃烧效率。因此,沃尔沃遍达发动机搭配了中冷器,对增压后的空气进行冷却,降低进气温度,提高进气密度,使进入燃烧室的空气量进一步增加,从而使燃油能够更充分地燃烧,释放出更多的能量,同时降低了尾气排放。在高温环境下或高负荷运行时,增压与中冷技术配合的优势更为明显,相比未配备中冷器的发动机,燃油消耗可降低8%-12%左右.
### 独特的燃烧技术与设计
- **异形活塞设计**:例如沃尔沃D17发动机采用的外凹内凸的“波浪”形活塞设计,是沃尔沃的专利技术之一。这种异形活塞能够使燃烧更加集中,更好地利用燃烧室中心的氧气,提高热效率和爆发力,同时减少烟尘排放。与传统活塞设计的发动机相比,可使燃油经济性提高5%-10%左右,且发动机的动力输出更强劲、更稳定.
- **优化的燃烧室形状**:燃烧室的形状经过精心设计和优化,与活塞、喷油嘴等部件协同工作,形成理想的混合气流动和燃烧模式。其设计使得燃油在燃烧室内能够充分、快速地燃烧,减少能量损失,提高燃油利用率。在不同工况下,优化的燃烧室形状都能保持较好的燃烧稳定性,有助于发动机维持的燃油经济性.
### 低摩擦设计与技术应用
- **低摩擦涂层**:发动机内部的一些关键部件,如活塞裙部、气缸壁等部位采用了特殊的低摩擦涂层。这些涂层能够有效降低部件之间的摩擦系数,减少发动机运转时的摩擦损失,从而降低能量损耗,提高机械效率,最终实现降低燃油消耗的目的。与未使用低摩擦涂层的发动机相比,燃油经济性可提高3%-5%左右.
- **轻量化设计**:在保证发动机强度和可靠性的前提下,采用轻量化设计理念,通过使用铝合金等轻质材料制造部分零部件,减轻发动机的整体重量。较轻的发动机重量不仅使车辆的操控性能得到提升,还能减少发动机的负荷,降低了发动机在运行过程中消耗的能量,进一步提高了燃油效率,在车辆行驶过程中,可降低油耗2%-4%左右.
分钟,可为游艇、运动巡洋舰和运动钓鱼船等提供强劲动力。
- **节能**:采用电子共轨直喷燃油系统,有效降低排放、噪音,并改善燃油消耗。配备双入口、双级涡轮增压器及水冷式中冷器,进一步提升燃烧效率。
- **设计先进**:拥有一体式24气门气缸盖,采用顶置凸轮轴,确保气门开合,减少运动部件。铸铁缸体搭配梯形框架,强度和刚性高;铝制活塞配有三道活塞环,并通过内部油道冷却,保证理想温度和润滑。
- **冷却可靠**:采用海水冷却的管状热交换器为冷却系统的冷却液维持恒温,同时利用叶轮泵循环海水冷却管状油冷却器,确保发动机在船用环境下稳定运行。
- **D13-1000与D13-IPS 1350** :
- **高功率与大扭矩**:这两款发动机是沃尔沃遍达目前的船用休闲柴油发动机,达到了1000马力级别。采用双涡轮增压系统,在900转Tier 4F排放标准以及MSHA、CANMET、Reg 120、Reg 96和RoHS2等要求。
- **D17** :
- **动力与大排量**:D17是沃尔沃全新开发的柴油发动机,采用全新缸体设计,直列六缸结构,每缸四气门,缸径149毫米,冲程165毫米,排量达17.26升,是当今欧卡发动机中排量的型号。其规格版本能够输出780匹马力及3800牛米扭矩,在600转怠速时就可输出2000牛米以上的扭矩,900转时扭矩约3000牛米,动力强劲。
- **先进技术应用**:采用高压共轨燃油喷射系统,优化了喷射压力和精度,搭配异形活塞设计及新型可变截面涡轮增压器,使燃油雾化效果更好,燃烧更充分,热效率更高,排放更低。同时,发动机内部应用低摩擦技术,降低摩擦损失,进一步提升燃油经济性。
- **舒适性与安全性提升**:曲轴和凸轮轴采用液压减震器,降低噪音和振动。优化燃油预喷射,减少怠速时的噪音及震动。此外,还可选装VEB发动机制动系统和EPG排气压力调节器,提供的制动效果,保障行车安全,减少刹车损耗 。
- **水泵**:水泵是冷却系统的动力源,它强制冷却液在发动机冷却水道和散热器之间循环流动。通过旋转叶片产生压力差,使冷却液能够不断地从发动机缸体、缸盖等部位吸收热量,然后输送到散热器进行散热,再回到发动机继续循环。水泵的工作效率和可靠性决定了冷却液的循环速度和流量,进而影响发动机的冷却效果。如果水泵出现故障,如漏水、叶轮损坏或转速不足等,会导致冷却液循环不畅,使发动机温度升高,严重时可能造成发动机的严重损坏。
- **节温器**:节温器的作用是根据发动机冷却液的温度自动调节冷却液的循环路径和流量。当发动机冷启动时,节温器关闭通往散热器的通道,使冷却液只在发动机内部小循环,这样可以使发动机快速升温,减少磨损和燃油消耗。随着发动机温度升高,当达到节温器设定的开启温度时,节温器逐渐打开,让冷却液进入大循环,即冷却液流经散热器进行散热,以防止发动机过热。节温器能够确保发动机在不同工况下都能保持在合适的工作温度,对提高发动机的性能、延长使用寿命以及降低排放具有重要意义。如果节温器失灵,可能会导致发动机温度过高或过低,影响发动机的正常工作。
### 连杆
连杆的保养主要是检查其连接部位的紧固情况。定期检查连杆螺栓的扭矩是否符合要求,如有松动应及时按照规定扭矩拧紧,防止因螺栓松动导致连杆大头与曲轴轴颈配合出现问题,引发严重故障。检查连杆的变形情况,可通过专业的测量工具或在发动机大修时进行检测,如果连杆出现弯曲或扭曲变形,应及时校正或更换。保证连杆小头衬套与活塞销之间的润滑良好,定期检查衬套的磨损程度,若磨损过度应更换衬套,以确保活塞与连杆之间的连接灵活且无卡滞。此外,在发动机运行过程中,要注意倾听有无异常的敲击声,若发现连杆部位有异常声响,应及时停机检查,找出原因并排除故障,防止连杆损坏进一步扩大。
### 曲轴
曲轴的保养关键在于润滑和平衡。使用高质量的润滑油,并确保润滑油路畅通无阻,定期更换机油滤清器,防止杂质进入曲轴轴颈与轴承之间,造成磨损。定期检查曲轴主轴承和连杆轴承的间隙,可通过测量轴颈直径和轴承内径来计算间隙值,如果间隙过大,会导致曲轴运转时出现异响、振动加剧等问题,此时应及时更换轴承。同时,要关注曲轴的轴向间隙,确保其在规定范围内,若轴向间隙过大,会使曲轴轴向窜动,影响活塞连杆组的正常工作。此外,注意检查曲轴的平衡块是否牢固,如有松动应及时修复,以保证曲轴在旋转过程中的平衡性,减少发动机的振动和噪音。在发动机大修时,要对曲轴进行的探伤检查,查看是否有裂纹等缺陷,若发现问题应及时处理或更换曲轴。
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