摘 要：现代工程机械大部分采用柴油发动机作为动力源，所以发动机性能的优劣直接影响到机器是否能够正常工作，为保证工程机械使用的柴油发动机可以发挥最大的功率，技术人员应结合其性能特点，从各个方面加以分析和研究，再确定柴油发动机的选型。本文从柴油发动机的性能特点进行分析，对工程机械中使用的柴油发动机如何选型做出了全面的研究。
关键词：工程机械；柴油发动机；选型配置
现代工程机械中使用的柴油发动机与发电机组是存在不同特点的，发电机组要求运行过程中噪音较低且转速保持在1500r/min，车用的柴油发动机应满足车辆的不同行驶速度，由于车用的发动机工作转速范围较大，会从怠速和最高转速之间变化，其标定的额定功率为瞬时；工程机械中使用的柴油发动机则更加注重输出转矩，要求其转矩的储备较大，工作转速可以相对较低，需保持持续的功率，在选型时更需要注意其多方面性能。
一、工程机械用柴油发动机的性能特点
（一）柴油发动机特性曲线
因为工程机械中柴油发动机的工作环境相对恶劣，作业过程中受到的阻力影响较大，柴油发动机面临着过载掉速的问题，为使柴油发动机可以稳定的保持在额订单额转速，就需要在掉速时增加其输出转矩。柴油发动机的输出转矩与功率的变化是成正比的，低于额定转速300-400r/min范围内的输出功率是合适的。如图2所示，为工程机械中常用的柴油发动机的特性曲线，该发动机的额定功率为320kW/2000r/min，最大的输出功率为300kW/1800r/min，图中的信息说明，柴油发动机在降低转速的过程中，输出功率也在持续增加。
（二）柴油发动机额定转速
工程机械具有的液压传动与控制系统，是从柴油发动机获得动力，所以柴油发动机的输出转速，都会影响期液压元件的选型，其他机器的相关性能参数，也与其产生一定的关系。所谓额定转速，就是柴油发动机的最佳工作转速，也是机器常态运转下保持的工作转速，选型时需要考虑到该因素对液压系统的影响，选择满足液压系统要求的柴油发动机是比较可靠的。此外，柴油发动机的转速也会影响液压系统的流量，技术人员需要考虑额定转速对机器某些性能与参数的影响，再选择适宜的柴油发动机，比如行走速度及控制速度等。
（三）柴油发动机控制方式
发动机预热柴油发动机的控制是对油门的控制，包括机械与电动两种形式，前者是传统的油门拉线控制，可以通过对供油量多少的控制来降低其转速；后者是改变拉线的方式，以电磁阀实现控制所用，或者改变电动机，市面上有一种新的电动机可以在每一个气缸上配备电磁阀，根据实际负荷多少来控制速度，并且这种发动机的燃油性能非常好，可以达到环保排放的标准，但是市场造价也会比较贵。
（四）柴油发动机排放标准
西方发达国家对工程机械中使用的柴油发动机已经做出了严格的标准，国内还没有做出具体的要求，但随着市场的发展，国内对柴油发动机的排放标准要求已经提上日程，尤其是对外出口的柴油发动机，更应在排放量上进行优化。
二、工程机械用柴油发动机的外围设备选型配置
（一）燃油供给系统
该系统由燃油箱、球阀、油水分离器及燃油粗阻滤器构成，柴油发动机厂家会提供基础的设备，球阀和油水分离器并不是燃油供给系统重非常必要的元件，技术人员可以根据实际情况决定是否采用，在燃油箱与油水分离器之间安装球阀，可以在维修与保养系统时，切断油路，以免燃油箱中的燃油流出，油水分离器安装在粗滤器之前，可以过滤出燃油中颗粒比较大的杂质，使进入到发动机中的燃油质量得到保证，尤其是电喷发动机类的柴油发动机，特别需要这一配置。选择油水分离器时，应考虑过滤所需的精度及流量，必须大于柴油发动机油泵的最大油量，精度可以选择10μm。燃油箱的容量可以在条件允许的情况下尽量选择大的，可以减少加油的次数，根据进气方式的不同，可以分为自然进气、涡轮增加等方式，在增压以后经过水冷中和，分为后空与空中冷多种。不同进气方式所达到的输出功率均有不同，如增压后空-空中冷的方式是比较先进的技术，可以使燃油更加充分的燃烧，那么柴油发动机的输出功率就会更大。空气滤清器可以选择带有两级过滤机旋风式结构的预滤器，其容积流量要大于发动机额定转速下的进气量，进气阻力应在5kPa之下。
（二）排气系统
柴油发动机中的排气系统构造相对简单，选择消声器的类型非常重要，根据发动机的最大
排气体积来选择消声器，使其可以满足柴油发动机排气背压的要求，阻力应当在10kPa之下，再将消声器插入后，将排气噪声控制到国家规定的标准之下。
（三）冷却系统
冷却系统是柴油发动机各项系统最容易出问题的部分，风冷发动机的冷却系统基本不需要做出其他的改动。水冷式柴油发动机的冷却系统则需要有所改动，如图2所示的水冷发动机，1处为发动机、2处为水箱、3处为膨胀水箱、4为风扇、5为中冷器、6、7、8、9、10均为连接管。出水口的节温器处有两个方向的水流，柴油发动机中的冷却水不会经过散热器，而是直接流向水泵，在柴油发动机中水温不断升高的情况下，才会打开节温器阀，部分水流向水箱，冷却以后再流入水泵，使其保持在最佳工作温度。水箱的结构形式有两种，分别是管带式和管片式两种，即便是外形尺寸相同，但管片上带有板翅结构的水箱，因为散热效果更好，所以市场造价也会更贵，技术人员还是应该根据现场工作条件来选择柴油发动机。
结束语：
工程机械的工作环境是比较复杂的，而且柴油发动机的应用场合差异比较大，需要使用的柴油发动机外围设备配置并不相同，这些外围配置也会影响柴油发动机的使用情况。因此，技术人员在选择柴油发动机时，应根据现场情况做出合理配置，完善其外围设施的配置，保证其运行状态的良好。
参考文献
[1]孙宏涛,闵国政,杨宇.一种柴油发动机油路预热系统在工程机械的应用[J].建设机械技术与管理,2022,35(06):48-49.
[2]陈健,孟祥超,李勇,曾亮.工程机械柴油发动机的状态检测与故障诊断研究[J].内燃机与配件,2022(15):99-101.
[3]张心怡.农业机械柴油发动机冷却系统维护探究[J].农业技术与装备,2022(07):35-37.
发布评论