畢業(yè)設(shè)計(jì)-柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的發(fā)展(存儲(chǔ)版)
【正文】 3回油閥 4回油儲(chǔ)存器 5CP1 高壓泵 6高壓控制閥 7共管壓力傳感器 (RPS)8共管 9噴油器 10ECU控制單元 11油溫傳感器 12其它傳感器 此套采用新研發(fā)的壓電直列式噴油器的系統(tǒng)使帶預(yù)噴和后噴的噴油率曲線范圍更為自由。在膨脹過(guò)程中進(jìn)行后噴射，產(chǎn)生二次燃燒，將缸內(nèi)溫度增加200～ 250℃，降低了排氣中的碳?xì)?化合物。 第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導(dǎo)致燃油的浪費(fèi)和很高的燃油溫度。共軌系統(tǒng)由高壓泵、噴油管、高壓蓄壓器（共軌）、噴油器、電控單元和傳感器及執(zhí)行器組成。否則，泵噴嘴的油溫將會(huì)不同，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油。 （ 2）旁通閥：若燃油內(nèi)有空氣，則通過(guò)此處排出。德?tīng)柛Ｒ苍谘邪l(fā) 2021 年以后新的排放法規(guī)所要求的新的系統(tǒng)。在單體泵上采用了類似于共軌 I2C 的系統(tǒng)一致性控制，來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。 柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：省油、環(huán)保、動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、維修方便，只要解決缺點(diǎn)就具有更大的市場(chǎng)前景，而實(shí)現(xiàn)電控柴油機(jī)的方案現(xiàn)在看來(lái)是一個(gè)很好的解決措施。在系統(tǒng)中， ECU 根據(jù)實(shí)際的共軌壓力信號(hào)對(duì)共軌壓力進(jìn)行閉環(huán)控制 [2]。這類技術(shù)已發(fā)展到了可以同時(shí) 控制定時(shí)和預(yù)噴射的 TICS 系統(tǒng)。其中，電控泵噴嘴技術(shù)的噴油壓力非常高，可以達(dá)到 200MPa，并且泵和噴嘴裝在一起，所以只需要很短的高壓油引導(dǎo)部分，泵噴嘴系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)很小的預(yù)噴量，其噴油特性是三角形的，并采用了分段式預(yù)噴射，這是很符合柴油機(jī)的要求 (大眾公司的 TDI 發(fā)動(dòng)機(jī)就是使用這種技術(shù) )。柴油機(jī)電控技術(shù)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜，二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于柴油機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好可以實(shí)現(xiàn)多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證柴油機(jī) 動(dòng)力性、燃料使用經(jīng)濟(jì)性、可靠性和操作方便性等性能充分發(fā)揮。通過(guò)分析柴油機(jī)噴油規(guī)律得到：噴入燃料的霧化質(zhì)量、汽缸內(nèi)氣體的流動(dòng)以及燃燒室形狀等均直接影響燃燒過(guò)程的進(jìn)展以及有害排放物的生成。 5 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 柴油機(jī)電子控制技術(shù)始于 20 世紀(jì) 70 年代， 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，英國(guó)盧卡斯公司、德國(guó)博世公司、奔馳汽車(chē)公司、美國(guó)通用的底特律柴油機(jī)公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車(chē)公司及小松制作所等都競(jìng)相開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品并投放市場(chǎng)，以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。所以，現(xiàn)代直噴式柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)必須具備以下要求： a．具有高的噴射壓力，且壓力靈活可調(diào)； b．能夠精確控制噴油定時(shí)和噴油量； c．能夠最優(yōu)控制燃油噴射率； d．?dāng)嘤透纱?。控制燃燒性能的最主要的方法有?種：一是合理組織燃燒室內(nèi)的渦流；二是采取燃燒室內(nèi)燃油高壓噴射。車(chē)用柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尤其是新興的電子控制技術(shù)，對(duì)于廣大汽車(chē)駕駛與維修人員來(lái)說(shuō)有著十分重要的意義。柴油機(jī)發(fā)展越來(lái)越完善，以它的高效、功率范圍寬廣，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍用和民用等領(lǐng)域。在低負(fù)荷時(shí)，降低平均噴射率可以降低 NOx 的排放；而在高負(fù)荷時(shí)，相對(duì)提高平均噴射率則有助于減少黑煙。 4 2 電子控制柴油機(jī)概述 何謂電噴柴油機(jī) 采用 電子控制燃油噴射及排放的柴油機(jī)即為電噴柴油機(jī)。同時(shí)對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性 能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、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。 （ 3）部件安裝連接方便，提高了維修性 采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，相關(guān)部件尺寸減小 (特別是燃油供給系統(tǒng) )，安裝部位免受空間位置的約束，連接簡(jiǎn)便，有利于柴油機(jī)日常維護(hù)及修理。對(duì)燃油高壓噴射系統(tǒng)實(shí)施噴油量的電子控制，困難大得多。 位置控制系統(tǒng) 第一代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)也稱位置控制系統(tǒng)，它用電子伺服機(jī)構(gòu)代替機(jī)械調(diào)速器控制供油滑套位置以實(shí)現(xiàn)供油量的調(diào)整。 時(shí)間－壓力控制方式 第二代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。 但隨著柴油技術(shù)日益發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的無(wú)窮魅力：高扭矩、高壽命、低油耗、低排放，柴油機(jī)成為解決汽車(chē)能源問(wèn)題最現(xiàn)實(shí)和最可靠的手段。下面分別介紹三種技術(shù)：?jiǎn)误w泵技術(shù)，泵噴嘴技術(shù)，高壓共軌技術(shù)。目前，德?tīng)柛５碾p電磁閥單體泵系統(tǒng)在 歐洲大批量生產(chǎn)，主要供應(yīng)給歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)系統(tǒng)正在做開(kāi)發(fā)工作。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴(yán)格要求。 （ 5）限壓閥 2：保持回油管內(nèi)壓力在 。當(dāng)燃油溫度達(dá)到 70℃，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)燃油冷卻泵繼電器將其接通。但共軌技術(shù)的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng)，一般只能達(dá)到 160MPa 左右。帶有控制油量的油泵，噴射壓力能達(dá)到 160MPa。 2021 年，第三代共軌系統(tǒng)面世，壓電式（ piezo）共軌系統(tǒng)的壓電執(zhí)行器代替了電磁閥，于是得到了更加精確的噴射控制。共軌系統(tǒng)可被輕易地安裝到各類不同的發(fā)動(dòng)機(jī)中。 改善柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性 用戶對(duì)柴油機(jī)的燃油消耗率非常關(guān)注。 最小油量的控制能力 供油系統(tǒng)具有高噴射壓力的能力與柴油機(jī)怠速所需要的小油量控制能力發(fā)生矛盾。 19 5 結(jié) 論 隨著柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的 不斷發(fā)展和完善，電控燃油噴射系統(tǒng)的形式也越來(lái)越多由于排放法規(guī)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，各種不同的電控系統(tǒng)也都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為，柴油機(jī)的電控技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化的成熟階段。在整個(gè)的論文寫(xiě)作中，各位老師、同學(xué)和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫(xiě)作的建議和意見(jiàn)，在他們的幫助下，論文得以不斷的完善，最終幫助我完整的寫(xiě)完了整個(gè)論文。謝鴻黨老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。依靠傳統(tǒng)的機(jī)械控制噴油系統(tǒng)已無(wú)法滿足上述要求，也難以實(shí)現(xiàn)噴油量、噴油壓力和噴射正時(shí)完全按最佳工況運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。電噴柴油機(jī)噴油器上采用的高速電磁開(kāi)關(guān)閥很容易實(shí)現(xiàn)快速斷油。而不依賴于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的噴射正時(shí)控制能力，是在燃油 消耗率和排放之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡的關(guān)鍵措施。如此高的噴射壓力可明顯改善柴油和空氣的混合質(zhì)量，縮短著火延遲期，使燃燒更迅速、更徹底，并且控制燃燒溫度，從而降低廢氣排放。最高噴射壓力達(dá)到 180 MPa，如圖 36 所示。預(yù)熱后的汽缸使主噴射后的壓燃更加容易，缸內(nèi)的壓力和溫度不再是突然地增加，有利于降低燃燒噪音。柴油共軌系統(tǒng)已開(kāi)發(fā)了 3 代。 高壓共軌技術(shù)
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