柴油发动机的运行神器:浅谈柴油和高压油泵的关系

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柴油发动机的运行神器:浅谈柴油和高压油泵的关系

2024-07-16 16:29| 来源: 网络整理| 查看: 265

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点赞手机看分享至柴油发动机的运行神器:浅谈柴油和高压油泵的关系 作者: 讲车谈车 2021-10-22 15:28

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一提到柴油汽车,我们就会想到柴油车的“天生神力”和发动机发出的怒吼声(更准确的说是噪音),仿佛在告诉人们:我才是汽车中的王者!就柴油的属性来说,柴油以及柴油发动机的确可以让柴油汽车力大无比,不过让人们更感兴趣的却是:同样是石油中提取的燃料,为什么柴油发动机和汽油发动机有着截然不同的工作方式?为什么柴油和高压油泵密不可分?原来路边的那些“校油泵”,到底“校”的是什么?柴油和汽油的区别

1,“性格不同”:

柴油和汽油,虽然属于“同门师兄”,但是区别还是很大的,除了颜色有些接近以外,气味、包括燃烧后的气味、“脾气秉性”、保管方式都存在不同。而谈到它们的“性格特征”,似乎汽油就是“天生暴躁”,柴油则是“沉稳老实”。性格决定命运,汽油跑得快,柴油拉的多,相得益彰。

2,“武功不同”:

柴油、汽油以及煤油,就像是石油的“一母三兄弟”,在原油的提炼过程中,不同的条件,不同的工艺,所提炼的油品又会产生区别。当然,这样做是以燃油用途不同来区别生产的。由于每种产品的属性不同,所以化学成分也会不同,也就是“武功不同”。一般来说,柴油中碳元素含量较高,因此密度也就是最高的,燃烧产生的热量也就最大,这样就使得柴油可以满足重型机械的发动机使用需求,比如工程机械、货车以及军用坦克等。

而汽油中的碳元素含量最少,因此密度也就是最小的,同时,密度小挥发就快,稳定性也就低得多,但是挥发快同一样具有便于和空气混合的特点,所以,就成为了高转速、高爆发力汽油发动机的最佳燃料。

燃油“三兄弟”中的煤油其实我们小时候就接触过,那就是照明使用的“煤油灯”。只不过现在已经成为了一个美好回忆。而现在使用最多的就是航空发动机。

所以,以密度大小和密度大小所产生的燃烧热量来排列,那就是柴油、煤油和汽油。

柴油为什么要采用压燃

还是要将汽油和柴油来进行比较:要知道,“天生火爆”的汽油的燃点在400℃以上,而“老实稳重”的柴油的燃点却是在220℃左右,这样柴油和汽油相比,是不是柴油应该更容易燃烧才对?理论上是成立的。但是我们同时也应该知道:一切物质的燃烧都是需要一定条件的,也就是说,只有条件具备,物质才会燃烧。而这些条件就是最为基本的燃烧三要素:可燃物、助燃物、火源。

但是由于柴油的“性格使然”,不像汽油那样具有极强的挥发性,平时也就和作为助燃物的空气和平相处,空气进入不了柴油内,也就不能相互混合,所以单独使用明火企图点燃柴油,是很难实现的。而汽油则不同,汽油挥发成蒸气以后,已经和空气混合在了一起,因此达到一定的浓度,就会一点就着。

那么柴油的压燃又是怎么实现的呢?首先,柴油进入气缸,是以雾状形态进入的,这个过程即是和空气完成了混合,随着活塞的运动,柴油和空气同时被压缩,而压缩会使空气产生高温,这样,柴油的低燃点优势就被发挥出来了。同时,由于缺少一套点火系统,所以柴油发动机的成本相对较低,并且稳定性要比汽油发动机高。

不过,汽油发动机也不是就注定不能采用压燃方式,只是效率不高,对发动机的体积和材质有很高的要求。目前也只有专注汽车发动机的马自达实现了汽油发动机的压燃,至于使用情况如何,还需要时间来证明。

高压油泵与柴油压燃的关系

通过对柴油发动机采用压燃工作方式的了解,可以看出,柴油压燃的关键因素就是如何持续的、精确的保证柴油的雾化和供给。这样,高压油泵就应运而生。

柴油发动机的高压油泵,结构精密,主要有泵体、油泵柱塞、电磁阀和压力控制阀等多个部件构成。其工作原理大致可以这样描述:发动机运行过程中,由曲轴带动油泵凸轮轴运转,凸轮轴的凸轮驱动油泵柱塞做上下往复运动,也就是进油和压油的工作。电磁阀控制压出柴油的流量,同时压力阀控制油泵油压,并适时通过压力让过多的柴油回流。

由油泵柱塞运动产生的油压通常在10Mpa左右,并且油泵会予以储存,然后通过高压共轨,在经过喷油器的高压喷射,最终进入气缸的油压可以达到60Mpa。可以试想一下,60Mpa的油压会让柴油雾化到什么程度,几乎是直喷汽油发动机喷射油压的2倍以上。所以,如果把柴油比喻为一堆木材(不易挥发),那么高压油泵就是劈材工。而喷油器则会继续进行“深加工”。这也是高压油泵和喷油器对柴油发动机同等重要的原因所在。

低温对柴油和高压油泵的影响

柴油中含有大量的蜡质成分,也就是正构烷烃,如果完全去除这些成分,柴油自然就不是柴油了,所以柴油中的蜡质成分也是柴油的主要特征。在低温下,这些蜡质会逐渐析出,成为黄油状物体,严重的是,这些蜡质会堵塞供油管道,使发动机无法启动。

而柴油结蜡,对高压油泵的危害同样巨大。由于燃油管道的堵塞,在启动发动机的同时,高压油泵会出现无油可压的局面,油泵柱塞会在缺油情况下,发生干磨,这对于油泵柱塞来说,伤害是非常大的。丝毫不亚于发动机在缺少机油情况下的工作。

为了防止柴油在低温下出现凝结,国家规定以柴油的凝结点为标准,对使用的柴油型号划分为0号、-10号、-20号、-35号等。需要说明的是,0号柴油并不是要等到环境温度达到0摄氏度时使用,一般情况下,气温在低于5摄氏度左右时,就应该选择-10号柴油,反之则可以选择0号柴油。但是为了以备不时之需,冬天尽量使用更低温度型号的柴油。

柴油车为什么要“校油泵”

通过对高压油泵的运行过程分析,就可以看出,油泵的主要机械部件,长时间运行后,会出现磨损,从而导致油压的不稳定。就像是劈柴工人,长时间工作也需要休息、调整和磨刀一样。其实所谓的“校油泵”就是对油泵的清洗、维修和性能恢复。只是现在由于更多的采用了电控单元,高压油泵也就无需经常“校正”了。

高压油泵的维护

高压油泵的维护,其实就是对整个柴油发动机燃油系统进行的日常维护与保养。因为一旦高压油泵或者喷油器出现故障,轻则发动机抖动加剧,运行不稳定,重则车辆无法启动,或者启动后喷油量不足或者过大,发动机无法正常运行。

而对高压油泵和喷油器造成损害的主要原因,则是柴油的品质。低劣柴油杂质和水分含量大,容易使柴油滤芯出现饱和,不能过滤的杂质和过多的水分会对油泵柱塞造成额外磨损,并且会使喷油器产生卡滞。所以,选择正规加油站,使用高品质柴油,是保护高压油泵和喷油器的第一步。

另外就是按时更换燃油滤芯,并且要选择原厂或者品牌产品,一般柴油滤芯的更换周期为15000公里左右,也就是说,最低也要每三次保养就要更换柴油滤芯。

总结

发动机是汽车的“心脏”,而高压油泵则是“起搏器”,一个健康的发动机必然要有一个稳定的高压油泵,另外还有喷油器,缺一不可。所以对高压油泵以及喷油器的维护就显得特别重要。毕竟,古话说得好:一个好汉三个帮。人如此,汽车同样如此!

标签: 发动机 柴油发动机 高压油泵

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