公路工程機械用柴油機的發(fā)展趨勢分析近年來，隨著電子、激光和計算機技術(shù)的快速進展和應(yīng)用，大路工程機械用柴油機在結(jié)構(gòu)與性能等諸方面也有了新的進展。

一、大路工程機械用柴油機的特點

大路工程機械幾乎是100%的利用柴油機為其動力裝置，其中水冷四沖程型占絕大多數(shù)，只有少數(shù)的大路工程機械，如振動壓路機采納風(fēng)冷或二沖程柴油機。盡管風(fēng)冷式柴油機具有對環(huán)境溫度的適應(yīng)性強、適合缺水地區(qū)使用等優(yōu)點；二沖程柴油機具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡潔、修理簡便等優(yōu)點；但比較起來，水冷四沖程柴油機具有的冷卻效果好、使用牢靠、工藝性好等優(yōu)點，使其在大路工程機械應(yīng)用中占肯定優(yōu)勢。從燃燒室結(jié)構(gòu)形式來看，柴油機常用的燃燒室有五六種之多。由于直接噴射式燃燒室具有外形簡潔、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱面積小、熱效率高、燃料經(jīng)濟性好、啟動簡單等優(yōu)點，因此它已成為大路工程機械用柴油機燃燒室的主要形式。特殊是小缸徑、小功率的柴油機更是如此。

目前，大路工程機械用柴油機的功率范圍在不斷擴大，在11~600千瓦之間。其中應(yīng)用較多的集中在45~300千瓦之間?？紤]到大路工程機械的工作條件簡單、惡劣、負(fù)荷變化大，因此裝用的柴油機的額定功率均有適當(dāng)?shù)墓β蕛?，通常?0%左右。

此外，鑒于大路工程機械作業(yè)時的工作阻力大、運行速度低的特點，宜采納扭矩大、轉(zhuǎn)速低的柴油機。目前大路工程機械用柴油機的額定轉(zhuǎn)速一般在1500~2000r/min，適應(yīng)性系數(shù)為1.30~1.70之間。鑒于上述緣由，目前常用的大路工程機械用柴油機的扭矩較大，就常用的功率范圍而言，其扭矩值為294~2940牛·米，其扭矩儲備系數(shù)為1.15~1.25，少數(shù)的為1.30。

由于大路工程機械都是在野外作業(yè)，使用條件非常惡劣，作業(yè)對象常是堅硬的土石方，作業(yè)環(huán)境多半是塵土飛揚，氣溫變化大，機械的維護條件差，因此，對大路工程機械用柴油機的牢靠性和耐久性提出了嚴(yán)格的要求。目前各生產(chǎn)廠家通過優(yōu)化設(shè)計，細(xì)心選擇結(jié)構(gòu)與零件材質(zhì)；采納新工藝提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量與裝配質(zhì)量；通過牢靠性試驗等手段，使柴油機的機械負(fù)荷與熱負(fù)荷留有適當(dāng)?shù)膬?，耐久性指?biāo)達到10000小時，個別的可達20000~25000小時。

就地理區(qū)域來說，大路工程機械用柴油機的使用范圍廣，海拔位置相差5000米，氣溫相差80℃，沿海與高原、沙漠的濕度相差很大。針對如此多變的大路工程機械作業(yè)環(huán)境，各生產(chǎn)廠家在柴油機上采納了進氣系統(tǒng)與燃燒室預(yù)熱裝置、冷卻液加熱與恒溫調(diào)整器、冬季用蓄電池、廢氣渦輪增壓等措施，提高大路工程機械用柴油機對使用條件的適應(yīng)性。

二、國外大路工程機械用柴油機的進展趨勢

1.老產(chǎn)品不斷改進，新產(chǎn)品大量涌現(xiàn)近些年來，國外大路工程機械用柴油機的生產(chǎn)廠家在采納新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，改進老產(chǎn)品方面做了大量工作，如英國珀金斯(Perkins)公司對3.152型柴油機進行改造，提高了功率，降低了油耗和排放；德國道依茨(Doutz)公司將F3L913型風(fēng)冷柴油機改為直噴式和風(fēng)扇自動調(diào)速，使油耗降低20%；美國康明斯(Cummins)公司采納兩級渦輪增壓，將NTTA型柴油機的功率由原來的294千瓦提高到331千瓦；美國卡特彼勒(Caterpillar)公司將3306型柴油機改為直噴式，使油耗降低了8%左右。

隨后其又采納自動噴油定時系統(tǒng)、改進增壓匹配，使油耗進一步降低。日本三菱公司將渦流室式的SE系列柴油機改為直噴式，使扭矩增加了12%、功率提高了12.5%。

為滿意大路工程機械作業(yè)特點及技術(shù)性能不斷提高的要求，國外大路工程機械用柴油機的主要生產(chǎn)廠家不斷推出柴油機的新產(chǎn)品。例如，美國卡特彼勒公司開發(fā)了排量分別為35.4升、51.8升、69.0升(功率分別為588千瓦、883千瓦、1177千瓦)的3500系列柴油機；美國的康明斯公司在生產(chǎn)B系列柴油機的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了C系列柴油機。該系列為直列六缸水冷四沖程直噴非增壓、增壓和增壓中冷機型，功率在116千瓦~172千瓦之間；日本小松公司近些年來相繼投產(chǎn)了125系列、140系列、170系列柴油機。

總體來看，這些新型大路柴油機的主要特點是：采納直噴式燃燒室，增壓或中冷增壓，擴大了功率范圍，燃料的經(jīng)濟性、動力性指標(biāo)(升功率、比質(zhì)量等)達到新的水平。

2.實現(xiàn)“兩低一高”目標(biāo)“兩低一高”———低油耗、低排放和高牢靠性已是當(dāng)今大路工程機械用柴油機的普遍研制目標(biāo)。新設(shè)計的燃油消耗率低于204g/kW·h的柴油機有美國康明斯公司生產(chǎn)的L-10型柴油機、瑞典斯堪尼亞公司的DS1-14型柴油機；燃油消耗率低于197g/kW·h的有日本小松公司的SA6D125-1型和SA6D140-1型柴油機。

對如何降低老產(chǎn)品的油耗問題，相關(guān)企業(yè)也予以同樣重視。如美國康明斯公司對其生產(chǎn)的3306DITA型柴油機進行技術(shù)改造，使油耗由原來的217.5g/kW·h降低到208g/kW·h；日本三菱