电喷柴油发动机技术讲解 图片.docx

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电喷柴油发动机技术讲解图片

电喷柴油发动机技术讲解[图片]

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柴油机的优点是：

省油、环保、动力强、经济、维修方便，只要解决缺点就具有更大的市场前景，而实现电控柴油机的方案现在看来是一个很好的解决措施。

实现柴油控制有三条技术路线图，分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。

目前主要的国际汽车配件供应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发，如：

博世、德尔福、西门子、电装公司、VDO和玛格纳-马瑞利公司，它们是全球主要的共轨喷射系统供应商，而目前在国内生产共轨柴油喷射系统的还只有博世一家。

下面分别介绍三种技术：

　　1、单体泵技术

图1单体泵的外形图

　　德尔福在重型车上采用单体泵系统。

从成本上讲，国内的发动机从欧Ⅱ向欧Ⅲ升级时，如果采用单体泵，对发动机改动非常小，仅以外挂式的凸轮轴箱代替欧Ⅱ发动机的直列泵就可。

当从欧Ⅲ向欧Ⅳ升级时，发动机机身主体结构仍然不变，只要把欧Ⅲ系统里机械式喷油器改成德尔福的电控喷油器，形成双电磁阀单体泵系统，在发动机整体结构不做大的调整下，就可以达到欧Ⅳ的排放水平。

单体泵的外形如图1所示。

单体泵系统控制如图2所示。

图2单体泵控制油路

　　在性能方面，目前在国内单体泵使用的压力达到200MPa，当向欧Ⅳ升级，这个压力可以达到250MPa。

在单体泵上采用了类似于共轨I2C的系统一致性控制，来优化整个系统的性能。

在供油控制方面，如果使用双电磁阀单体泵系统，不仅可以对压力进行控制，还可以对喷射进行控制，而且还可以采用多次喷射。

它可以达到欧Ⅳ或者欧Ⅴ的标准。

目前，德尔福的双电磁阀单体泵系统在欧洲大批量生产，主要供应给欧Ⅳ标准的发动机，欧Ⅴ标准的发动机相关系统正在做开发工作。

　　单体泵系统的另一个优势就是它的可靠性和寿命，这些性能已经在欧洲和北美市场上得到了10年甚至是15年的实际使用时间、数百万辆整车使用的证明。

单体泵系统在发动机使用过程中，可以保证排放和燃油消耗率低。

目前，这种非常强化、非常可靠的性能和使用寿命，仍然在进一步提高。

所以，从德尔福的观点来看，在技术方面，相信在2010年之前，所有欧洲和北美的重型车生产商绝大多数会采用单体泵系统和泵喷嘴技术。

德尔福也在研发2010年以后新的排放法规所要求的新的系统。

　　2、泵喷嘴技术

　　优良的混合气是提高柴油发动机动力性、燃油经济性；降低排放率、噪音率的关键因素。

这就要求喷射系统产生足够高的喷射压力，确保燃油雾化良好，同时还必须精确控制喷油始点和喷油量。

而泵喷嘴系统能够符合上述的严格要求。

因此，早在1905年柴油发动机的创始人Rudolfdiesel先生就提出了泵喷油器概念，设想将喷油泵和喷嘴合成一体，省去高压油管并获得高喷射压力。

20世纪50年代，间歇控制泵喷射系统的柴油发动机就已应用在轮船及卡车上。

之后，Volkswagen和RobertBoshAG公司合作研制出适用于乘用车的电磁阀控制泵喷射系统。

泵喷嘴的结构如图3所示。

泵喷嘴系统工作示意图如图4所示。

图3泵喷嘴结构图及示意图

图4泵喷嘴系统工作示意图

　　其中主要部件作用如下：

（1）单向阀：

发动机不工作时，防止燃油回流。

（2）旁通阀：

若燃油内有空气，则通过此处排出。

　　（3）节流孔与过滤器：

收集、分离供油管内的气泡。

　　（4）限压阀1：

调节供油管内压力大于0.75MPa时打开。

　　（5）限压阀2：

保持回油管内压力在0.10MPa。

　　（6）燃油泵：

燃油泵是间歇式叶片泵，其优点是在较低发动机转速时也可供油。

泵体内油道使油泵转子始终处于被燃油浸润的状态，从而可随时输送燃油。

如图5所示。

图5燃油泵油路连接图

　　（7）燃油分配管集成：

燃油分配管集成在缸盖内的供油管内，其功能是等量向各泵喷嘴分配燃油，在此，燃油与受热燃油混合，并被泵喷嘴强制流回供油管。

使供油管内流向各缸的燃油温度一致。

所有泵喷嘴被提供相同量的燃油，使发动机运转平稳。

否则，泵喷嘴的油温将会不同，并且泵喷嘴被提供不同质量的燃油。

这将会使发动机运转不平稳并将在前几个缸中产生极度高温。

燃油分配管如图6所示。

中进行后喷射，产生二次燃烧，将缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢化合物。

博世公司的第二代共轨系统产品已经在沃尔沃的S60、V70D5及宝马的230d等乘用车上试用。

　　第三代共轨系统带有压电直列式喷油器。

2003年，第三代共轨系统面世，压电式（piezo）共轨系统的压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射控制。

省去了回油管，在结构上更简单。

压力从20～200MPa弹性调节。

最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。

最高喷射压力达到180MPa。

此套采用新研发的压电直列式喷油器的系统使带预喷和后喷的喷油率曲线范围更为自由。

　　与其它喷射系统相比，共轨系统把压力产生与实际燃油喷射过程分离。

“轨”被作为高压蓄压器，其内部燃油压力始终保持与发动机具体工况相适应的最佳压力。

共轨系统可被轻易地安装到各类不同的发动机中。

除此之外，共轨系统还提供了更广阔的扩展功能和在燃烧过程设计上更多大的自由度，它可以使柴油发动机以更低的排放、更好的燃油经济性和低噪声运行。

电控共轨系统，是国内专家一致认为目前水平最高、将来会占统治地位的一种电控系统。

其喷油器的特殊设计，可实行灵活的多次喷射，且喷射压力可在不同转速和负荷条件下任意调节，给发动机带来的好处是极为理想的指标。

由于这些因素，电控共轨技术已普遍为新一代乘用车柴油发动机采用。