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        1882年德國人狄賽爾（RudolfDiesel）提出了柴油機工作原理，1896年制成了第一臺四沖程柴油機。一百多年來，柴油機技術得以全面的發展，應用領域起來越廣泛。大量研究成果表明，柴油機是目前被產業化應用的各種動力機械中熱效率最高、能量利用率最好、最節能的機型。裝備了最先進技術的柴油機，升功率可達到30～50kW/L，最低燃油耗可達到198g/kWh，扭矩儲備系數可達到0.35以上，最低燃油耗可達到198g/kWh，標定功率油耗可達到204g/kWh。經過多年的研究、大量新技術的應用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破。下面是現代柴油機應用的一些先進技術：
 （一）共軌與四氣門技術。現代柴油機目前一般采用共軌新技術、四氣門技術和渦輪增壓中冷技術相結合，使發動機在性能和排放限值方面取得較好的成效，能滿足歐3排放限值法規的要求。高壓共軌系統可實現在傳統噴油系統中無法實現的功能，壓力產生與燃油噴射完全消除了彼此間的相互影響。噴油壓力的產生不依賴于發動機轉速與噴油量，燃油在高壓下貯存于高壓蓄油器(軌道) 中準備噴油，噴油量由司機確定，噴油始點與噴油壓力由ECU (電子控制單元) 根據已貯存的圖譜計算出來，ECU 觸發電磁閥，每缸的噴油器可相應地噴射燃油。其優點主要有：
 (1) 共軌系統中的噴油壓力柔性可調，對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力，從而優化柴油機綜合性能。
 (2) 可獨立地柔性控制噴油正時,配合高的噴射壓力(120～200MPa)，可同時控制NOx 和微粒 (PM) 的排放，以滿足排放法規要求。
 (3) 柔性控制噴油速率變化,實現理想噴油規律,容易實現預噴射和多次噴射,既可降低柴油機NOx 排放,又能保證優良的動力性和經濟性。
 (4) 由電磁閥控制噴油，其控制精度較高,高壓油路中不會出現氣泡和殘壓為零的現象,因此在柴油機運轉范圍內，循環噴油量變動小，各缸供油不均勻可得到改善,從而減輕柴油機的振動和降低NOx 排放。
 由于高壓共軌系統具有上述優點,目前國內外柴油機的研究機構均投入了很大的精力對其進行研究。比較成熟的系統有：德國博士公司的CR 系統、日本電裝公司的ECD -U2 系統、意大利的FIAT 集團的Unijet 系統、英國的DELPHI DIESEL SYS2 TEMS 公司的LDCR 系統等。
　  四氣門結構（二進氣二排氣）不僅可以提高充氣效率，更由于噴油嘴可以居中布置，使多孔油束均勻分布，可為燃油和空氣的良好混合創造條件；同時，可以在四氣門缸蓋上將進氣道設計成兩個獨立的具有不同形狀的結構，以實現可變渦流。這些因素的協調配合，可大大提高混合氣的形成質量（品質），有效降低碳煙顆粒、HC 和 NOX 排放并提高熱效率。
　�。ǘ�）高壓噴射和電控噴射技術。高壓噴射和電控噴射技術是目前國外降低柴油機排放的重要措施之一，高壓噴射和電控噴射技術的有效采用，可使燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達到最佳，從而降低排放，提高整機（車）性能。
　�。ㄈ�）增壓中冷技術。具有同樣氣缸容積和轉速的柴油機，其輸出功率的大小取決于吸入氣缸的空氣和噴入氣缸的柴油的數量，以及燃燒過程的完善程度。如果用增壓器提高進入氣缸的空氣的密度，并適當增加噴油量，使之充分燃燒，則可以提高柴油機的輸出功率，這種柴油機稱為增壓柴油機。采用渦輪增壓增加柴油機的空氣量，提高燃燒的過量空氣因數是降低大負荷工況排氣煙度、PM（顆粒排放物） 排放量以及燃油消耗的有效措施。如增壓后降低進氣溫度稱為增壓中冷柴油機。有效的空——空中冷系統，可使增壓空氣溫度下降到50℃以下，工作循環溫度的下降有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型車用柴油機都普遍是增壓中冷型，不僅有助于低排放而且燃油經濟性良好。此外，渦輪前排氣旁通閥的應用，不僅能降低PM和CO排放， 還可以改善渦輪增壓柴油機的瞬態性能和低速扭矩。
　�。ㄋ模┡艢庠傺�環（EGR）技術的應用。EGR 是目前發達國家先進內燃機中普遍采用的技術，其工作原理是將少量廢氣引入氣缸內，這種不可再燃燒的CO2 及水蒸汽廢氣的熱容量較大，能使燃燒過程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢，缸內最高燃燒溫度下降，破壞 NOX 的生成條件。EGR技術可使機動車NOX排放明顯降低，但對重型車用柴油機而言，目前傾向于使用中冷EGR技術，因為其不僅能明顯降低NOX，還能保持其他污染物的低水平。
　�。ㄎ澹┖筇幚砑夹g。柴油機后處理的目標是進一步改善PM和NOX的排放。目前主要采用加裝氧化型催化轉化器和研究開發 NOX 催化轉化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。
　  （六）柴油。柴油的生產和貯存條件，是保證柴油發動機正常運轉延長使用壽命和保持低排放的重要保證。例如瑞典的一級柴油使用中可減少CO排放達54%，HC 和 NOX 排放達10%，PM 排放減少14%～47%。發達國家已普遍使用燃料清凈劑，既能節省燃料，又能清除積碳、降低排放。
 （七）乳化柴油的應用。柴油加水摻合乳化劑，使其形成較為穩定的含水乳化柴油， 這類改進型燃料的使用可明顯降低柴油機的排放，尤其是NOX和PM。目前美國報道這方面進展較多，我國也在這方面進行研究，且已取得可喜進展。加水20%乳化柴油（70天不分層），在大型柴油機上100%負載工況下，功率不減，節油明顯，動力輸出比柴油上升4.3%，且煙度和NOX排放下降明顯。然而，盡管這項技術對低排放有好處，但其潛在的問題如水結冰、水對發動機的腐蝕等問題尚待解決。
 （八）可變噴嘴渦輪增壓器（VNT）。VNT是通過ECU發出的指令改變噴嘴環截面來調節進入渦輪的廢氣，以使渦輪始終保持在高效率區工作，并達到與發動機在各種工況下的最佳匹配。如當柴油機處于低速狀態運行時，可以通過改變噴嘴環上導向葉片的方向，調節驅動渦輪的廢氣量，使壓氣機的壓縮比保持在較高水平，這樣柴油機在低速時也能保持較高的增壓壓力，從而提高柴油機的低速扭矩，降低油耗，減少碳煙排放；而在柴油機高速運行時，通過噴嘴環上導向葉片的分流，又能使增壓壓力不至于過高，避免使柴油機產生過高的熱負荷和機械負荷，并將增壓壓力保持在合理的范圍內。
　�。ň牛┙档蜋C油消耗。柴油機排放的顆粒物中，有相當一部分來自餾分較重的機油的燃燒。 為了滿足日益嚴格的柴油機排放限值標準的要求，必須把來自機油的燃燒降至最低限度， 即在保證發動機正常運轉的前提下，最大限度地減少機油的消耗。為了降低柴油機的機油消耗，活塞環的優化設計和制造及缸套間的科學配置非常重要。
 國外先進的柴油機技術如電控高壓噴射、增壓中冷、四氣門技術等已在國內得到推廣應用，柴油機的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指標有了大幅度的提高，開始了從傳統機械產品向機械電子技術產品的過渡。但與歐美日先進水平相比，還有較大差距，普遍不具備完整的全新柴油機產品和關鍵零部件開發能力，沒有掌握柴油機的核心技術，如電控燃油噴射系統的技術仍被國外公司壟斷。自主研發和創新能力還較弱，產品研發主要依靠與國外設計公司合作開發。
 另外，柴油品質差、柴油標準的制修訂嚴重滯后于柴油機技術的發展，對改善柴油機排放措施的各種新技術的應用造成障礙。
　　專家們呼吁：我國柴油機技術的攻關重點應放在電控技術、排放后處理技術、整機開發和匹配技術等關鍵技術研究和材料開發上；提高柴油品質，為各類柴油機新技術的應用奠定基礎。

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