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        1882年德国人狄赛尔（RudolfDiesel）提出了柴油机工作原理，1896年制成了第一台四冲程柴油机。一百多年来，柴油机技术得以全面的发展，应用领域起来越广泛。大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。装备了最先进技术的柴油机，升功率可达到30～50kW/L，最低燃油耗可达到198g/kWh，扭矩储备系数可达到0.35以上，最低燃油耗可达到198g/kWh，标定功率油耗可达到204g/kWh。经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破。下面是现代柴油机应用的一些先进技术：
 （一）共轨与四气门技术。现代柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，压力产生与燃油喷射完全消除了彼此间的相互影响。喷油压力的产生不依赖于发动机转速与喷油量，燃油在高压下贮存于高压蓄油器(轨道) 中准备喷油，喷油量由司机确定，喷油始点与喷油压力由ECU (电子控制单元) 根据已贮存的图谱计算出来，ECU 触发电磁阀，每缸的喷油器可相应地喷射燃油。其优点主要有：
 (1) 共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。
 (2) 可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120～200MPa)，可同时控制NOx 和微粒 (PM) 的排放，以满足排放法规要求。
 (3) 柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机NOx 排放,又能保证优良的动力性和经济性。
 (4) 由电磁阀控制喷油，其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象,因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低NOx 排放。
 由于高压共轨系统具有上述优点,目前国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国博士公司的CR 系统、日本电装公司的ECD -U2 系统、意大利的FIAT 集团的Unijet 系统、英国的DELPHI DIESEL SYS2 TEMS 公司的LDCR 系统等。
　  四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有不同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、HC 和 NOX 排放并提高热效率。
　　（二）高压喷射和电控喷射技术。高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一，高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机（车）性能。
　　（三）增压中冷技术。具有同样气缸容积和转速的柴油机，其输出功率的大小取决于吸入气缸的空气和喷入气缸的柴油的数量，以及燃烧过程的完善程度。如果用增压器提高进入气缸的空气的密度，并适当增加喷油量，使之充分燃烧，则可以提高柴油机的输出功率，这种柴油机称为增压柴油机。采用涡轮增压增加柴油机的空气量，提高燃烧的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、PM（颗粒排放物） 排放量以及燃油消耗的有效措施。如增压后降低进气温度称为增压中冷柴油机。有效的空——空中冷系统，可使增压空气温度下降到50℃以下，工作循环温度的下降有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型，不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。此外，涡轮前排气旁通阀的应用，不仅能降低PM和CO排放， 还可以改善涡轮增压柴油机的瞬态性能和低速扭矩。
　　（四）排气再循环（EGR）技术的应用。EGR 是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内，这种不可再燃烧的CO2 及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，缸内最高燃烧温度下降，破坏 NOX 的生成条件。EGR技术可使机动车NOX排放明显降低，但对重型车用柴油机而言，目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX，还能保持其他污染物的低水平。
　　（五）后处理技术。柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放。目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发 NOX 催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。
　  （六）柴油。柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要保证。例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放达54%，HC 和 NOX 排放达10%，PM 排放减少14%～47%。发达国家已普遍使用燃料清净剂，既能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。
 （七）乳化柴油的应用。柴油加水掺合乳化剂，使其形成较为稳定的含水乳化柴油， 这类改进型燃料的使用可明显降低柴油机的排放，尤其是NOX和PM。目前美国报道这方面进展较多，我国也在这方面进行研究，且已取得可喜进展。加水20%乳化柴油（70天不分层），在大型柴油机上100%负载工况下，功率不减，节油明显，动力输出比柴油上升4.3%，且烟度和NOX排放下降明显。然而，尽管这项技术对低排放有好处，但其潜在的问题如水结冰、水对发动机的腐蚀等问题尚待解决。
 （八）可变喷嘴涡轮增压器（VNT）。VNT是通过ECU发出的指令改变喷嘴环截面来调节进入涡轮的废气，以使涡轮始终保持在高效率区工作，并达到与发动机在各种工况下的最佳匹配。如当柴油机处于低速状态运行时，可以通过改变喷嘴环上导向叶片的方向，调节驱动涡轮的废气量，使压气机的压缩比保持在较高水平，这样柴油机在低速时也能保持较高的增压压力，从而提高柴油机的低速扭矩，降低油耗，减少碳烟排放；而在柴油机高速运行时，通过喷嘴环上导向叶片的分流，又能使增压压力不至于过高，避免使柴油机产生过高的热负荷和机械负荷，并将增压压力保持在合理的范围内。
　　（九）降低机油消耗。柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。 为了满足日益严格的柴油机排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度， 即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。
 国外先进的柴油机技术如电控高压喷射、增压中冷、四气门技术等已在国内得到推广应用，柴油机的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指标有了大幅度的提高，开始了从传统机械产品向机械电子技术产品的过渡。但与欧美日先进水平相比，还有较大差距，普遍不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件开发能力，没有掌握柴油机的核心技术，如电控燃油喷射系统的技术仍被国外公司垄断。自主研发和创新能力还较弱，产品研发主要依靠与国外设计公司合作开发。
 另外，柴油品质差、柴油标准的制修订严重滞后于柴油机技术的发展，对改善柴油机排放措施的各种新技术的应用造成障碍。
　　专家们呼吁：我国柴油机技术的攻关重点应放在电控技术、排放后处理技术、整机开发和匹配技术等关键技术研究和材料开发上；提高柴油品质，为各类柴油机新技术的应用奠定基础。

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