【文章內(nèi)容簡介】 文 圖 22 第 一代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)（常規(guī)壓力電控噴油系統(tǒng)） 時間控制方式 供油量的 “位置控制 ”特點是用模擬量來控制執(zhí)行元件工作，通過對噴油泵油量控制機構(gòu)的定位來得到所需的供油量。不論采用何種類型的電子調(diào)速器，總是需要由部分機械裝置來完成對噴油泵供油量的調(diào)節(jié)，也會降低控制精度和響應(yīng)速度 ， 所以繼供油量 “位置控制 ”之后出現(xiàn)了 “時間控制 ”。 時間－壓力控制方式 第二代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。在電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，對噴油量的控制采用 “時間－壓力控制 ”或 “壓力控制 ”，用的最多的是 “時間－壓力控制 ”方式 ，如圖 23 所示。 在該系統(tǒng)中， ECU 通過設(shè)置傳感器、電控單元、高速電磁閥和相關(guān)電 /液控制執(zhí)行元件等，組成數(shù)字式高頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，有電磁閥的通、斷電時刻和通、斷電時河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 間控制噴油泵的供油量和供油正時 ，如圖 24 所示。 1特許經(jīng)銷商高級技術(shù)培訓(xùn)系列教程柴油發(fā)動機技術(shù)培訓(xùn)Se r v ic e ● T ra in in g2 0 0 3 V e r s i o n 圖 23（高壓電控噴油系統(tǒng)） 共軌（ C o mmo n ra i l）噴油器燃油壓力傳感器高壓供油泵高速電磁閥共軌（ ）噴油器燃油壓力傳感器高壓供油泵高速電磁閥 圖 24 電 /液控 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng) 壓力控制方式 在后期開發(fā)的柴油機電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，為降低對供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法實現(xiàn)，即噴油量的 “壓力控制 ”方式。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 噴油器噴孔尺寸一定，噴油 時間一定，控制噴油壓力即可控制噴油量；而在增壓活塞和柱塞尺寸一定時，噴油壓力（即增壓壓力）取決于共軌中的油壓，共軌中的油壓是由 ECU 根據(jù)各種傳感器信號通過燃油壓力調(diào)節(jié)閥來控制的，所以將此種噴油量控制方式稱為 “壓力控制 ”方式。在系統(tǒng)中， ECU 根據(jù)實際的共軌壓力信號對共軌壓力進行閉環(huán)控制 [2]。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 第二章 電子控制柴油機技術(shù)介紹 20 世紀 30 年代就已經(jīng)有了柴油乘用車，但早期柴油車的發(fā)展源于二戰(zhàn)時期蘇軍 T34 坦克的獨特命運 —— 由于 T34 坦克采用柴油機，即使中彈也不容易起火，成為戰(zhàn)場上的佼佼者?，F(xiàn)在的中國市 場如同早期的國際市場，消費者談到柴油車時，常常會笑言“柴油車最大的好處是不會著火”。 但隨著柴油技術(shù)日益發(fā)展，人們越來越發(fā)現(xiàn)柴油機的無窮魅力：高扭矩、高壽命、低油耗、低排放，柴油機成為解決汽車能源問題最現(xiàn)實和最可靠的手段。如今歐洲每推出一款新車都會配有柴油發(fā)動機的車型。但一個不爭的現(xiàn)實擺在了我們面前：隨著能源危機，溫室效應(yīng)的逐漸增加，人們對動力性要求的提高，盡管電子燃油噴射已經(jīng)被廣泛使用，僅僅靠汽油車的解決方案不足以解決這些問題。所以在汽車工業(yè)的腹地 —— 德國一刻也沒有停止對柴油發(fā)動機的研究。瑞風(fēng)柴油車所搭載 的 升柴油機是引進韓國現(xiàn)代汽車公司 D4BH 發(fā)動機，而一汽 大眾的4 款柴油乘用車均采用德國大眾與博世公司合作的柴油機，這 5 款柴油乘用車全部是柱塞泵、泵噴嘴技術(shù)。 柴油機的優(yōu)點是：省油、環(huán)保、動力強、經(jīng)濟、維修方便，只要解決缺點就具有更大的市場前景，而實現(xiàn)電控柴油機的方案現(xiàn)在看來是一個很好的解決措施。實現(xiàn)柴油控制有三條技術(shù)路線圖，分別是單體泵、泵噴嘴和高壓共軌。目前主要的國際汽車配件供應(yīng)商都在進行著柴油共軌噴射系統(tǒng)的開發(fā)，如：博世、德爾福、河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 西門子、電裝公司、 VDO 和瑪格納 馬瑞利公司，它們是全球主要的共軌噴 射系統(tǒng)供應(yīng)商，而目前在國內(nèi)生產(chǎn)共軌柴油噴射系統(tǒng)的還只有博世一家。下面分別介紹三種技術(shù)：單體泵技術(shù)，泵噴嘴技術(shù)，高壓共軌技術(shù)。 單體泵技術(shù) 圖 31 單體泵的外形圖 德爾福在重型車上采用單體泵系統(tǒng)。從成本上講，國內(nèi)的發(fā)動機從歐Ⅱ向歐Ⅲ升級時，如果采用單體泵，對發(fā)動機改動非常小，僅以外掛式的凸輪軸箱代替歐Ⅱ發(fā)動機的直列泵就可。當(dāng)從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級時，發(fā)動機機身主體結(jié)構(gòu)仍然不變，只要把歐Ⅲ系統(tǒng)里機械式噴油器改成德爾福的電控噴油器，形成雙電磁閥單體泵系統(tǒng)，在發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)不做大的調(diào)整下，就可以達到歐Ⅳ的排放 水平， 單體泵的外形如圖 31 所示 ， 單體泵系統(tǒng)控制如圖 32 所示。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 圖 32 電控單體泵 (EUP) 單體泵控制油路 在性能方面，目前在國內(nèi)單體泵使用 的壓力達到 200MPa，當(dāng)向歐Ⅳ升級，這個壓力可以達到 250 MPa。在單體泵上采用了類似于共軌 I2C 的系統(tǒng)一致性控制，來優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能。在供油控制方面，如果使用雙電磁閥單體泵系統(tǒng)，不僅可以對壓力進行控制，還可以對噴射進行控制，而且還可以采用多次噴射。它可以達到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的標準。目前，德爾福的雙電磁閥單體泵系統(tǒng)在歐洲大批量生產(chǎn)，主要供應(yīng)給歐Ⅳ標準的發(fā)動機，歐Ⅴ標準的發(fā)動機相關(guān)系統(tǒng)正在做開發(fā)工作。 單體泵系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢 單體泵系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢就是它的可靠性和壽命，這些性能已經(jīng)在歐洲和北美市場上得到了 10 年甚至是 15 年的實際使用時間、數(shù)百萬輛整車使用的證明。單體泵系統(tǒng)在發(fā)動機使用過程中，可以保證排放和燃油消耗率低。目前，這種非河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 常強化、非常可靠的性能和使用壽命，仍然在進一步提高。所以，從德爾福的觀點來看，在技術(shù)方面，相信在 2021 年之前，所有歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商絕大多數(shù)會采用單體泵系統(tǒng)和泵噴嘴技術(shù)。德爾福也在研發(fā) 2021 年以后新的排放法規(guī)所要求的新的系統(tǒng)。 泵噴嘴技術(shù) 優(yōu)良的混合氣是提高柴油發(fā)動機動力性、燃油經(jīng)濟性；降低排放率、噪音率的關(guān)鍵因素。這就要求噴射系統(tǒng)產(chǎn)生足夠高的噴射壓力，確保燃油霧化良好，同時還 必須精確控制噴油始點和噴油量。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴格要求。因此，早在 1905 年柴油發(fā)動機的創(chuàng)始人 Rudolf diesel 先生就提出了泵噴油器概念，設(shè)想將噴油泵和噴嘴合成一體，省去高壓油管并獲得高噴射壓力。 20 世紀 50 年代，間歇控制泵噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動機就已應(yīng)用在輪船及卡車上。之后， Volkswagen和 Robert Bosh AG 公司合作研制出適用于乘用車的電磁閥控制泵噴射系統(tǒng)， 泵噴嘴的結(jié)構(gòu)如圖 33 所示 。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 圖 33 泵噴嘴結(jié)構(gòu)圖及示意圖 其中主要部件作用如下： （ 1）單向閥：發(fā)動機不工作 時，防止燃油回流。 （ 2）旁通閥：若燃油內(nèi)有空氣，則通過此處排出。 （ 3）節(jié)流孔與過濾器：收集、分離供油管內(nèi)的氣泡。 （ 4）限壓閥 1：調(diào)節(jié)供油管內(nèi)壓 力大于 時打開。 （ 5）限壓閥 2：保持回油管內(nèi)壓力在 。 （ 6）燃油泵：燃油泵是間歇式葉片泵，其優(yōu)點是在較低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時也可供油。泵體內(nèi)油道使油泵轉(zhuǎn)子始終處于被燃油浸潤的狀態(tài)，從而可隨時輸送燃油，如圖 34 所示。 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 圖 34 燃油泵油路連接圖 （ 7）燃油分配管集成：燃油分配管集成在缸蓋內(nèi)的供油管內(nèi)，其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油，在此， 燃油與受熱燃油混合，并被泵噴嘴強制流回供油管，使供油管內(nèi)流向各缸的燃油溫度一致。所有泵噴嘴被提供相同量的燃油，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。否則，泵噴嘴的油溫將會不同，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油。這將會使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)并將在前幾個缸中產(chǎn)生極度高溫， 燃油分配管如圖 35所示。 圖 35 燃油分配管 （ 8）燃油冷卻泵：使冷卻液在冷卻環(huán)路中循環(huán)。當(dāng)燃油溫度達到 70℃，發(fā)動機控制單元通過燃油冷卻泵繼電器將其接通。 在國內(nèi)很多的乘用車上使用泵噴嘴，如：寶來 TDI、途安 TDI 和奧迪 TDI 等。泵噴嘴技術(shù)相對于之前的技術(shù)（如 柱塞泵），已經(jīng)具有明顯改進，而其最大的好處河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 是大大增加了噴油壓力，其渦輪增壓泵噴嘴的噴射壓 力都能達到 200MPa 以上。由于噴射壓力直接影響柴油燃燒做功效率，因此，泵噴嘴的燃燒效率很高。 高壓共軌技術(shù) “ CRDI”是英文 Common Rail Direct Injection 的縮寫，意為高壓共軌柴油直噴技術(shù)， CRDI 技術(shù)和 SDI（自然吸氣直接噴射柴油發(fā)動機）技術(shù)、 TDI（直噴式渦輪增壓柴油發(fā)動機）技術(shù)均為德國博世公司研發(fā)的柴油發(fā)動機技術(shù)。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。 共軌式噴油系統(tǒng)主要的貢獻就是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開，通過對共軌管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速基本無關(guān)。這一柴油發(fā)動機技術(shù)的創(chuàng)新最大限度地降低了柴油發(fā)動機車型的振動和噪聲，同時將油耗進一步降低，使排放更