工程机械用柴油机的应用及前景展望

韩现鹏

三一重机有限公司

摘要：本篇文章重点明确提出了关于大力促进我国柴油应用产业协调健康发展的各项国家相关产业政策支持举措，重点对其未来柴油应用装备技术发展前景以及发展趋势进行了相关研究成果分析以及技术展望，并重点突出阐述了未来柴油应用装备技术发展趋势。尽管新型动力柴油机的动力装置层出不穷，但是仍需要通过综合分析考虑柴油动力性、经济性、可靠性、耐久性等诸多重要因素，在将来或比较长的很短的某一段时间内，柴油机仍将能够继续作为是各类大型工程机械用大型新动力柴油装置的主要应用装备首选。

关键词：柴油机；工程机械；内燃机；动力装置；前景

引言

柴油机传动作为新型工程机械工作运行的外部动力重要来源，其工作性能的品质优劣直接就会影响调整到机械工作运行品质。新型工程机械配套传动柴油机的主要技术性能特征除了性能要求更加节能、环保、可靠之外，与机械主机性能相匹配的工作性能条件要求更为复杂多变，工况使用条件相对恶劣。

一、工程机械用柴油机的发展趋势

近年来，世界上的各国在研究开发生产工程机械用重型柴油机的新材料技术和新材料产品等等方面都已经取得了一定的国际突破性研究成果。目前我国工程机械用重型柴油机的主要发展趋势可以为：

充分应用先进现代工业设计创新技术和先进手段，缩短相关产品技术开发期，提升相关产品技术智能化应用水平，改善相关产品技术综合应用性能。

技术优化提升柴油机喷气燃烧压力系统，采用多通道气门燃烧技术，提升电机喷油燃烧压力，优化电机喷油运动规律及电机燃烧压力匹配，采用更为先进的机内和柴油机外空气净化处理措施，减少有害气体排放物，以充分满足环保节能要求。

自主开发先进电控控制柴油机相关产品，利用先进电控控制技术对新型柴油机车的燃油、进气、排气、冷却等各个系统部件进行自动集成过程控制，实现产品自动化质量管理。

整车采用低能耗摩擦、综合热力学管理、零部件智能集成与自动控制等新技术，提高柴油燃烧系统效率和传动机械效率，降低大型柴油机使用能耗。

进一步研究发展具有高效率、高压压缩比的二级/多级、可变化横截面积的涡轮空气增压传动系统及先进中冷增压技术、优化涡轮增压器与新型燃油泵的性能匹配，以利于满足更多现代燃油排放控制法规、更高燃油动力性与更高经济性的发展要求。

积极发展机外排气后废物处理净化技术，进一步大力降低废气排放，采用机外废气净化处理措施，包括颗粒废气净化再循环、氧化产物催化处理技术、脱nox催化剂、颗粒废物捕获采集器等。

积极开展新型柴油机与液力传动系统综合优化传动匹配系统技术的基础研究，优化柴油液力传动机械、静力和液压机械传动匹配技术，提升柴油液力机械变矩器的优化传动匹配效率，解决柴油传动系统与新型柴油机的系统优化传动匹配技术问题，拓宽新型柴油机的使用经济性和油耗中间区。

大力开展对油电混合驱动节能技术与替代燃料的研究。

二、工程机械用柴油机的应用前景

根据柴油机所需要使用的各种再生能源，可以将其划分分别为一次柴油动力机与二次柴油动力机。一次柴油机主要产品包括各种小型热力专用柴油发动机、水力传动专用柴油机械及各种小型风力传动专用柴油机械；二次柴油机主要产品包括喷气柴油电动机、液力传动专用柴油机械及气动专用动力机械。二次柴油机通常也可以被看作动力系统传动装置中的一环。作为发动机的一种，柴油机在用作移动式的动力设备或者动力装置时具备较强的优势。尽管如此，柴油机仍然同样具有自身的严重性能劣势。在日常作业工作或者生活使用过程中，排放及吸收空气中的噪声导致人们生活无法得到完全避免的一种附带环境危害性的产物。

电动机作为汽车充电具有运行速度较快可精确和全自动控制、响应迅速、尺寸较小、运行量和管理效率高、无有害化学物质排放和低污染、噪声低和损害程度较低、易于高速单向反转及自动关节调速等多大性能优势，在室内正常空气工作及室外空气能量好等资源同时供应好等空气条件充足的正常工作环境条件下通常汽车用户一般会将其电机作为一般用户驾车首选地主要电源动力装置。目前，越来越多的移动商业机和移动电信通讯设备已经普遍采用了纯汽车电动力或将汽车电机作为主要电源驱动力的工作方式。

与其他公路运输应用领域不同，不少道路工程机械通常在某一特定沿途区域需要进行长期连续作业，并且需要使用诸如履带承载形式等多种移动性相对较弱的道路行驶器械机构，采用提高能量供给密度及使用普及性更高的新型化石生物燃料更为适宜。但是如果要采用动力电池等多种动力装置，一方面由于存在动力电源能量供给密度条件相对受限，另一方面由于动力电池自身内的能量供给密度有限，难以有效保证这些工程机械连续作业的长期及可持续稳定进行。

工程机械通常广泛应用于城市基建基础设施的维护建设，其基础设备维护投资及设施运行管理维护费用成本一般不宜过高。目前纯燃料电电池类新型动力装置（即诸如镍氢蓄电池及镍氢燃料混合电池等新型燃料电池）普遍存在维护成本较高的使用问题，与当前工程机械的实际使用环境条件及设备运行维护要求并不完全相符。

结束语

柴油机尽管本身仍然存在着发动机机械振动大、噪声大、排放大和环境污染严重等一系列缺陷，但是就需要充分综合其中的柴油动力性、经济性、可靠性、耐久性等诸多重要因素而言，在众多大型工程机械企业用途的柴油动力装置中仍然难以可谓独占鳌头，在未来较长的很短的某一段时间内，柴油机仍然一定会继续是众多大型工程机械企业专用柴油动力装置的实际应用市场首选。

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