車用柴油機(jī)共軌式電噴新技術(shù)

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1、車用柴油機(jī)共軌式電噴的新技術(shù)現(xiàn)代轎車柴油機(jī)電控系統(tǒng)(含時間控制的柴油電噴、共軌式電噴、渦輪增壓中冷、廢氣再循環(huán)等)的新技術(shù)；同時指出其中共軌式電噴的新技術(shù)是今后現(xiàn)代車用柴油機(jī)發(fā)展的必然趨勢。1.車用柴油機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)代汽車汽油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展背景一樣，即面對無法回避的局部和全球性的環(huán)境和能源問題，現(xiàn)代汽車柴油機(jī)不得不采用和發(fā)展電子控制系統(tǒng)，以便保持汽車柴油機(jī)的可持續(xù)發(fā)展，更充分發(fā)揮柴油機(jī)固有的優(yōu)點(低油耗和低CO2排放)。在保持柴油機(jī)卓越的燃油經(jīng)濟(jì)性的同時，要想滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，除了降低潤滑油消耗、優(yōu)化渦輪增壓技術(shù)和使用先進(jìn)的廢氣后處理系統(tǒng)外，最主要還需進(jìn)一步改善柴油機(jī)

2、的燃燒過程。而噴油系統(tǒng)性能是影響柴油機(jī)燃燒過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用微機(jī)電控技術(shù)改進(jìn)燃燒過程應(yīng)用了很多新技術(shù)，有的新技術(shù)雖然與電控技術(shù)沒有直接的關(guān)聯(lián)，但由于改善了整機(jī)性能，仍然與電控技術(shù)有間接的聯(lián)系。柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展過程與汽油機(jī)電控系統(tǒng)相似。自80年代開始進(jìn)入市場的現(xiàn)代汽車柴油機(jī)電控系統(tǒng)也是隨著控制項目的不斷增多，控制任務(wù)從簡單到復(fù)雜，直至全方位控制。例如,早期的電控燃油噴射系統(tǒng)都采用了“位置控制”,保持了傳統(tǒng)的脈沖高壓供油原理,只是通過以微機(jī)為核心的控制單元對位置伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，改變油量調(diào)節(jié)齒條(直列泵)或油量調(diào)節(jié)滑套(VE型分配泵)等的位置，用以調(diào)節(jié)噴油泵的循環(huán)供(噴)油量。但由

3、于位置伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行頻率響應(yīng)慢，控制頻率低，控制精度不穩(wěn)定，經(jīng)過了近十年的發(fā)展,到90年代初,“時間控制”式電控燃油噴射系統(tǒng)開發(fā)成功,采用了新型高速強(qiáng)力電磁閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油量調(diào)節(jié)齒條(直列泵)或油量調(diào)節(jié)滑套(VE型分配泵)等,直接對高壓燃油進(jìn)行數(shù)字式的高頻調(diào)節(jié)，由電磁閥的關(guān)閉時刻和閉合持續(xù)時間決定循環(huán)供(噴)油量和供(噴)油正時。盡管如此,這種“時間控制”式電控燃油噴射系統(tǒng)仍保持了傳統(tǒng)的脈沖高壓供油原理。直到90年代中期，一種新型的電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)問世，拋棄了傳統(tǒng)的脈沖高壓供油原理，采用“時間-壓力控制”式燃油計量原理，通過對公共油軌中油壓的連續(xù)控制和各缸噴油過程的電磁閥控制相結(jié)合

4、的方式實現(xiàn)對循環(huán)供(噴)油量的控制,才使柴油機(jī)的電控燃油噴射技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。柴油機(jī)電控技術(shù)還面臨著許多課題需要解決，特別是當(dāng)采用高壓電控噴油時，柴油機(jī)電控系統(tǒng)的成本幾乎占發(fā)動機(jī)成本的一半。盡管如此,只有在汽車柴油機(jī)上廣泛采用電控技術(shù),才能面對越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)的挑戰(zhàn)。近年來柴油機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展勢頭是令人矚目的。以柴油汽車用得最多的歐洲為例,由于歐洲道路車輛用多缸柴油機(jī)從2000年開始執(zhí)行歐3排放標(biāo)準(zhǔn)，電控技術(shù)已在需滿足歐3標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)上普遍使用,一些研究機(jī)構(gòu)和大的廠商則早已著手研制滿足歐4排放標(biāo)準(zhǔn)的電控柴油機(jī),現(xiàn)在,電控共軌系統(tǒng)和電控單體泵系統(tǒng)在多缸柴油機(jī)上的應(yīng)用已明顯

5、增多。我國對現(xiàn)代柴油機(jī)電控技術(shù)的研究和開發(fā)尚處于起步階段，目前還主要集中在對柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對環(huán)保的要求越來越高，柴油機(jī)電控系統(tǒng)的研究和相應(yīng)產(chǎn)品的開發(fā)必將成為我國汽車柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的一個熱點，這將大大促進(jìn)我國汽車柴油機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，為在未來不長的時期里參與國際競爭奠定堅實的基礎(chǔ)。2.現(xiàn)代轎車柴油機(jī)電控系統(tǒng)的新技術(shù)時間控制的柴油電噴技術(shù)柴油機(jī)的新一代電噴系統(tǒng)采用時間控制,用高速電磁閥取代傳統(tǒng)的機(jī)械噴閥,對高壓燃油實現(xiàn)數(shù)字調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在這種噴射系統(tǒng)逐漸向高壓化邁進(jìn),高壓噴射可使柴油霧化得非常細(xì),發(fā)動機(jī)的燃燒過程進(jìn)行得相當(dāng)完善,而且速度快,同時又不明

6、顯提高燃燒溫度。提高了直噴式柴油機(jī)壓力,不僅可以全面降低HC、CO、NOx、微粒物和碳煙的排放,而且還能顯著的降低油耗。共軌式電噴系統(tǒng)在車用柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒，在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動，使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象，由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳?xì)浠衔铮℉C）的排放量，油耗增加。此外，每次

7、噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化，隨之引起不穩(wěn)定的噴射，尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象，嚴(yán)重時不僅噴油不均勻，而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為解決柴油機(jī)這個燃油壓力變化的缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為“共軌”的技術(shù)。它是柴油機(jī)高壓噴射系統(tǒng)的一種，最高壓力可達(dá)到200～220MPa。該系統(tǒng)不再采用通用的脈動原理，而是采用壓力時間計量原理?！肮曹墖娚洹笔峭ㄟ^高壓公用油道和各缸噴射電磁閥控制相結(jié)合的方式實現(xiàn)噴油控制。這種噴油系統(tǒng)可保證噴油壓力不隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)