解讀柴油機(jī)高壓共軌電控噴射系統(tǒng).doc

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1、柴油機(jī)高壓共軌電控噴射系統(tǒng)一、柴油機(jī)基本知識柴油發(fā)動機(jī)與汽油發(fā)動機(jī)具有基本相同的結(jié)構(gòu)，都有氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門、曲柄、曲軸、凸輪軸、飛輪等。但前者用壓燃柴油作功，后者用點(diǎn)燃汽油作功，一個"壓燃"一個"點(diǎn)燃"，就是兩者的根本區(qū)別點(diǎn)。汽油機(jī)的燃料是在進(jìn)氣行程中與空氣混合后進(jìn)入氣缸，然后被火花塞點(diǎn)燃作功；柴油機(jī)的燃料則是在壓縮行程接近終了時直接噴注入氣缸，在壓縮空氣中被壓燃作功。這個區(qū)別造成了柴油機(jī)在燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有其自己的特點(diǎn)。柴油機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)是由噴油泵、噴油器、高壓油管及一些附屬輔助件組成。柴油機(jī)燃料輸送的

2、簡單過程是：輸油泵將柴油送到濾清器，過濾后進(jìn)入噴油泵（為了保證充足的燃料并保持一定的壓力，要求輸油泵的供油量比噴油泵的需要量要大得多，多余的柴油就經(jīng)低壓管回到油箱，其它部分柴油被噴油泵壓縮至高壓）經(jīng)過高壓油管進(jìn)入噴油器直接噴入氣缸燃燒室中壓燃。（示意圖是柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)，4是高壓輸油管、1、2、3是低壓輸油管、5、6、7、8是回油管）。?二、高壓共軌電控柴油噴射系統(tǒng)現(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平，而且相比汽油機(jī)更環(huán)保。目前國外

3、輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍，奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比，柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出的大小，而柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門拉桿位置）來決定的。因此，基本工作原理是計算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號，首先計算出基本噴油量，然后根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等傳感器的信號進(jìn)行修正，再與來自控制套位置傳感器的信號進(jìn)行反饋修正，確定最佳噴油量的。電控柴油噴射系

4、統(tǒng)由傳感器、ECU（計算機(jī)）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運(yùn)行工況的實(shí)時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時檢測的參數(shù)同步輸入計算機(jī)，與巳儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。這類電控系統(tǒng)可分為：蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)、液力增壓式電控燃油噴射系統(tǒng)和高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)。以下就介紹一下高壓共軌電控柴油噴射系統(tǒng)：（一）共軌技術(shù)在汽車柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時

5、間只有千分之幾秒，實(shí)驗(yàn)證明，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(shí)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

6、時不僅噴油不均勻，而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(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)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。共軌

7、式噴油系統(tǒng)于二十世紀(jì)90年代中后期才正式進(jìn)入實(shí)用化階段。高壓共軌系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)中無法實(shí)現(xiàn)的功能，其優(yōu)點(diǎn)有：a、共軌系統(tǒng)中的噴油壓力柔性可調(diào)，對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能。b、可獨(dú)立地柔性控制噴油正時，配合高的噴射壓力（120Mpa～200MPa），可同時控制NOx和微粒（PM）在較小的數(shù)值內(nèi)，以滿足排放要求。c、柔性控制噴油速率變化，實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和多次噴射，既可降低柴油機(jī)NOx，又能保證優(yōu)良的動力性和經(jīng)濟(jì)性。d、由電磁閥控制噴油，其控制精度較高，高壓油路中不會

8、出現(xiàn)氣泡和殘壓為零的現(xiàn)象，因此在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，循環(huán)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(jī)的振動和降低排放。由于高壓共軌系統(tǒng)具有以上的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國內(nèi)外柴油機(jī)的研究機(jī)構(gòu)均投入了很大的精力對其進(jìn)行研究。比較成熟的系統(tǒng)有：德國ROBERTBOSCH公司的CR系統(tǒng)、日本電裝公司的ECD-U2系統(tǒng)、意大利的FIAT集團(tuán)的u