柴油机燃烧过程揭秘：高效节能新趋势

柴油机燃烧过程揭秘：高效节能新趋势

4月20日，2024世界内燃机大会在天津盛大开幕，会上发布了令人振奋的消息：潍柴动力成功研发全球首款本体热效率达到53.09%的柴油机，这一突破不仅树立了柴油机技术的新标杆，也为中国内燃机行业注入了新的活力。

柴油机的工作原理与汽油机截然不同。它不需要火花塞，而是依靠压缩空气和燃料混合物至极高的压力，使之达到自然点燃的条件。这种依靠压缩产生的能量点燃燃料的方式，被称为压燃点火，是柴油发动机得以高效运转的关键。

柴油发动机的结构组成包括曲柄连杆机构、配气机构、传动机构、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统和气动系统等。每个工作循环经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。这种独特的设计使得柴油机在大型车辆和重型工程车辆上表现出色，具有高效能和经济性。

为了进一步提升柴油机的燃烧效率，工程师们采取了多种创新技术：

1. 优化燃烧过程：通过调整喷油系统、优化进气系统和提高压缩比等措施，实现燃油更充分的燃烧。

2. 提高机械效率：改进活塞、曲轴等重要部件的设计和制造工艺，减小摩擦损失，提高热机效率。

3. 使用先进材料：采用高强度、低密度的材料制造关键部件，降低零部件质量，减小惯性负荷。

4. 有效冷却系统：优化冷却系统设计，确保柴油机在工作过程中保持合适的工作温度。

5. 采用先进控制系统：引入电子控制技术，优化燃油喷射时机，调整工作参数，实现精准控制。

潍柴动力的最新突破正是这些优化技术的集大成者。他们创新性开发了四大关键核心技术：

• 高膨胀燃烧技术：燃烧效率提升3.5%，热效率提升0.3个百分点。
• 混流增压技术：压端效率达86.7%，涡端效率达83%，热效率提升0.25个百分点。
• 高效燃油喷射技术：采用WISE自主ECU，大流量、无泄漏喷油器及低功耗燃油泵，热效率提升0.2个百分点。
• 低阻减摩技术：采用低流量曲轴等关键零部件，热效率提升0.15个百分点。

这些技术创新不仅让潍柴动力实现了柴油机本体热效率的四次突破，也为整个内燃机行业指明了发展方向。根据测算，与45%～46%热效率水平相比，53%热效率柴油机经济性提升14%左右，每年可节约燃油约3100万吨，减少碳排放约9700万吨。

在“双碳”目标的引领下，内燃机行业正面临着前所未有的挑战和机遇。潍柴动力的成功证明，通过持续的技术创新，内燃机仍有巨大的发展潜力。未来，随着碳中性燃料和零碳燃料的应用，内燃机将在推动经济社会发展中继续发挥重要作用。

正如中国内燃机学会理事长金东寒所说：“内燃机是陆上运输、工程机械、远洋运输的主导动力，也是推动节能减排以及碳减排最具潜力的产品。”面对全球能源转型的巨大挑战，内燃机行业正焕发出新的生机与活力。