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《柴油機(jī)高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)介紹.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、柴油機(jī)高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)介紹摘要：傳統(tǒng)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油系統(tǒng)憑借其可靠性、易維護(hù)性一直在不斷地發(fā)展和使用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人們對能源、環(huán)保的意識和要求日益提高，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的脈動(dòng)噴油系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。因此，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的共軌燃油噴射技術(shù)在避免了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，得到了快速的發(fā)展，已經(jīng)成為燃油噴射的主要發(fā)展趨勢。為了更好的對高壓共軌電控發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的理解，現(xiàn)對高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。1引言隨著世界各國工程機(jī)械、運(yùn)輸車輛等數(shù)量增加，柴油機(jī)排放的尾氣已經(jīng)成為對地球環(huán)境的
2、主要污染原因之一，如何采取措施保護(hù)人類賴以生存的地球環(huán)境已是當(dāng)務(wù)之急。我國從八十年代起相應(yīng)制訂了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，將環(huán)境保護(hù)作為大事來抓。與此同時(shí)，世界各國也已開始尋找和探究其他方法和采取其他有效的技術(shù)措施主動(dòng)地減少和控制污染物的排放。共軌式電控燃油噴射技術(shù)正是從眾多方法和措施中脫穎而出的一項(xiàng)較為成功的控制柴油機(jī)污染排放的新技術(shù)。2高壓共軌電控燃油噴射技術(shù)發(fā)展過程20世紀(jì)40年代電控共軌燃油噴射技術(shù)首先在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用，20世紀(jì)50年代在賽車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，柴油機(jī)的電控供油系統(tǒng)開始在實(shí)際應(yīng)用中大量使
3、用。主要有日本電裝公司和豐田汽車公司ECD-U2系統(tǒng)、博世公司和D-C公司電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。國外在柴油機(jī)電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)方面的研究開展得較早而且比較深入，有多種共軌系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)，并與整車進(jìn)行了匹配應(yīng)用。日本電裝公司的ECD-U2系統(tǒng)是電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的典型代表，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和靴型噴射。共軌噴射的發(fā)展大體經(jīng)歷了3個(gè)階段，如表1所示。從表1中可以看出：共軌噴射的最高噴射壓力在不斷提高，這樣對于噴射品質(zhì)的提高有著重要的意義。壓力越高，燃料霧化越好，顆粒越小越均勻，燃燒越充分，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和
4、排放性均好，但這對噴射系統(tǒng)的要求也越高；噴射的次數(shù)不斷增加，可以實(shí)現(xiàn)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放的多次噴射，可以控制燃燒的不同階段噴油量和噴油速率，使燃燒更充分，熱效率提高；在最小穩(wěn)定噴射量上，3個(gè)階段的每次的噴射量在下降，這說明每次噴射時(shí)候可以使噴射更均勻、更細(xì)密，噴油和斷油更干脆，反應(yīng)靈敏，響應(yīng)特性好，這樣有利于燃燒，減少積炭的產(chǎn)生。3高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的組成及主要零部件介紹圖1為高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)的基本組成圖。它主要由電控單元、高壓油泵、共軌管、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵
5、，高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌，高壓油軌中的壓力由電控單元根據(jù)油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管，根據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，由電控單元從預(yù)設(shè)的map圖中確定合適的噴油定時(shí)、噴油持續(xù)期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。3、1高壓油泵高壓油泵的供油量的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必須保證在任何情況下的柴油機(jī)的噴油量與控制油量之和的需求以及起動(dòng)和加速時(shí)的油量變化的需求。由于共軌系統(tǒng)中噴油壓力的產(chǎn)生與燃油噴射過程無關(guān)，且噴油正時(shí)也不由高壓油泵的凸輪來保證，因此高壓油泵的壓油凸輪可以按照峰值扭矩最低、接
6、觸應(yīng)力最小和最耐磨的設(shè)計(jì)原則來設(shè)計(jì)凸輪。bosch公司采用由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的三缸徑向柱塞泵來產(chǎn)生高達(dá)135Mpa的壓力。該高壓油泵在每個(gè)壓油單元中采用了多個(gè)壓油凸輪，使其峰值扭矩降低為傳統(tǒng)高壓油泵的1/9，負(fù)荷也比較均勻，降低了運(yùn)行噪聲。該系統(tǒng)中高壓共軌腔中的壓力的控制是通過對共軌腔中燃油的放泄來實(shí)現(xiàn)的，為了減小功率損耗，在噴油量較小的情況下，將關(guān)閉三缸徑向柱塞泵中的一個(gè)壓油單元使供油量減少。日電裝公司采用了一個(gè)三作用凸輪的直列泵來產(chǎn)生高壓，如圖2所示。該高壓油泵對油量的控制采用了控制低壓燃油有效進(jìn)油量的方法，其基本原
7、理如圖3所示。a柱塞下行，控制閥開啟，低壓燃油經(jīng)控制閥流入柱塞腔；b柱塞上行，但控制閥中尚未通電，處于開啟狀態(tài)，低壓燃油經(jīng)控制閥流回低壓腔；c在達(dá)到供油量定時(shí)時(shí)，控制閥通電，使之關(guān)閉，回流油路被切斷，柱塞腔中的燃油被壓縮，燃油經(jīng)出油閥進(jìn)入高壓油軌。利用控制閥關(guān)閉時(shí)間的不同，控制進(jìn)入高壓油軌的油量的多少，從而達(dá)到控制高壓油軌壓力的目的；d凸輪經(jīng)過最大升程后，柱塞進(jìn)入下降行程，柱塞腔內(nèi)的壓力降低，出油閥關(guān)閉，停止供油，這時(shí)控制閥停止供電，處于開啟狀態(tài)，低壓燃油進(jìn)入柱塞腔進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。該方法使高壓油泵不產(chǎn)生額外的功率消
8、耗，但需要確定控制脈沖的寬度和控制脈沖與高壓油泵凸輪的相位關(guān)系，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。3、2共軌管共軌管將供油泵提供的高壓燃油分配到各噴油器中，起蓄壓器的作用，ECD-U2系統(tǒng)的供軌管如圖4所示。它的容積應(yīng)削減高壓油泵的供油壓力波動(dòng)和每個(gè)噴油器由噴油過程引起的壓力震蕩，使高壓油軌中的壓力波動(dòng)控制在5Mpa之下。但其容積又不能太大，以保證共軌有足夠的壓力響應(yīng)速度以
