柴油機(jī)電控技術(shù)研究-wenkub.com
2025-06-19 17:04 本頁(yè)面
【正文】 我國(guó)對(duì)現(xiàn)代柴油機(jī)電控技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，對(duì)柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研發(fā)將使我國(guó)柴油機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，對(duì)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展意義巨大。噴油系統(tǒng)應(yīng)用電控技術(shù)，通過(guò)控制噴油量、噴油正時(shí)、噴射速率和噴射壓力，能夠有效地實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)全工況范圍的性能最優(yōu)化，因此成為世界范圍內(nèi)柴油機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。結(jié)束語(yǔ)近年來(lái)，人們對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展愈發(fā)重視，這就向柴油機(jī)的排放及噪音等性能提出了新的要求，因此，柴油機(jī)電控電噴技術(shù)的普及發(fā)展及普及勢(shì)在必行。但是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)只是按水溫和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出來(lái)的。 燃油噴射時(shí)間因主噴射和預(yù)噴射的關(guān)系，其特性是不同的。同樣地，如果將ECU中目標(biāo)噴油時(shí)間值用數(shù)據(jù)表示成三維圖形，則可得到自由的噴油時(shí)間特性。過(guò)早或過(guò)晚都會(huì)對(duì)柴油機(jī)性能造成不良影響。這兩種最佳燃燒始點(diǎn)的角度與轉(zhuǎn)速關(guān)系不大。因此，如以時(shí)間秒來(lái)計(jì)量，著火延遲t4。噴油延遲角a會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增大；當(dāng)然，高壓油管長(zhǎng)度增加，則壓力波傳遞時(shí)間亦會(huì)隨之增加，噴油延遲角也會(huì)增加。噴油延遲期等于t1+t2+t3。隨著電控技術(shù)的發(fā)展，噴油時(shí)間的控制精度越來(lái)越高，控制機(jī)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，控制手段逐步由硬件轉(zhuǎn)向軟件。 大量參數(shù)是相互依賴(lài)的，所以?xún)?yōu)化處理非常費(fèi)時(shí)。 共軌壓力監(jiān)控單元將當(dāng)前共軌壓力與共軌壓力設(shè)定值進(jìn)行比較。燃油壓力由共軌壓力傳感器測(cè)量。PCV的基本作用是調(diào)整供油泵供人共軌內(nèi)的燃油量。由于高壓噴射，在能量高的局部區(qū)域內(nèi)，空氣能比較活躍地引人霧束內(nèi)部。對(duì)于高壓噴射系統(tǒng)，噴油嘴端的噴油壓力達(dá)到120～140MPa時(shí)，平均噴霧粒徑幾乎已達(dá)極限，即噴油壓力繼續(xù)升高，噴霧粒徑減小得很少。柴油機(jī)燃燒過(guò)程與燃油霧化質(zhì)量緊密相關(guān)。在凸輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式燃油系統(tǒng)中，減小噴油孔直徑是實(shí)現(xiàn)高壓噴射的重要手段之一，當(dāng)然也是改善霧化質(zhì)量的必要條件。高壓噴油的基本目的是改善霧化質(zhì)量。從降低有害排放物的觀點(diǎn)看，炭煙排放量與NOx排放量之間具有相互制約的關(guān)系，要實(shí)現(xiàn)兩者同時(shí)降低是有困難的。這是汽車(chē)柴油機(jī)難以解決的課題之一。噴油壓力控制程序流程如下所示： 控制程序流程圖 高壓噴射的目的在排放法規(guī)實(shí)施之前，追求高噴油壓力的目的在于改善燃油的霧化特性。在主噴射前后的預(yù)噴射、后噴射中，由于噴油的間隔相互靠近，因此，前段噴射會(huì)對(duì)后段噴射的噴油量帶來(lái)影響。因此，在電控共軌系統(tǒng)中，不僅可以完成一般意義上的噴射，而且還可以實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)噴射、預(yù)噴射等多段噴射。 共軌系統(tǒng)的噴油率在電控共軌系統(tǒng)中，由供油泵提供高壓燃油，經(jīng)過(guò)高壓配管、高壓燃油存儲(chǔ)在共軌內(nèi)。所以，每循環(huán)供油量的多少是有嚴(yán)格的制約的。 (4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)移植方便，適應(yīng)范圍廣，尤其是與目前的小型、中型及重型柴油機(jī)均能很好匹配，因而市場(chǎng)前景廣闊。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實(shí)現(xiàn)噴射壓力和噴油量的控制，而且還能實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和分段噴射，從而優(yōu)化噴油特性、減低柴油機(jī)噪聲和大大減少?gòu)U氣有害成分的排放量。(3) 調(diào)壓閥控制———決定噴射壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量和噴油時(shí)刻完全是由噴油器電磁閥的打開(kāi)時(shí)間和開(kāi)啟時(shí)刻決定的,與高壓泵無(wú)關(guān)。其工作過(guò)程為：首先低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵，高壓油泵通過(guò)軸帶凸輪將低壓供油升至高壓，然后輸送到耐高壓公共供油管（亦稱(chēng)高壓共軌管），并通過(guò)安裝在共軌管上的壓力調(diào)節(jié)電磁閥實(shí)現(xiàn)油壓的精確控制，使管內(nèi)壓力大小與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速基本無(wú)關(guān)，在共軌管上根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸數(shù)設(shè)置相應(yīng)個(gè)數(shù)的供油分支。 電控共軌高壓式燃油系統(tǒng)高壓共軌式燃油系統(tǒng)是建立在直噴技術(shù)、預(yù)噴射技術(shù)和電控技術(shù)基礎(chǔ)上的一種全新概念的噴油系統(tǒng)，它主要由高壓泵、帶調(diào)壓閥的共軌管、帶電磁閥的噴油器、ECU和各種傳感器組成。調(diào)壓閥有兩個(gè)調(diào)壓回路：一個(gè)是低速電子調(diào)節(jié)回路，用于調(diào)整共軌中可變化的平均壓力值；另一個(gè)是高速機(jī)械液壓式調(diào)節(jié)回路，用以補(bǔ)償高頻壓力波動(dòng)。調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和提前執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電控直列泵系統(tǒng)中的兩個(gè)特殊機(jī)構(gòu)。供油壓力可以通過(guò)壓力限制器進(jìn)行設(shè)定。噴油器的基本作用是適時(shí)地將油以適當(dāng)?shù)睾暧^形態(tài)和微觀形態(tài)的油束噴入燃燒室，并與燃燒室形狀和氣流運(yùn)動(dòng)相配合，形成良好的混合氣體，組織完善的燃燒過(guò)程?？刂破髌浜诵牟糠质怯?jì)算機(jī)，它負(fù)責(zé)處理所有的信息，執(zhí)行程序，并將運(yùn)行結(jié)果作為控制指令傳送給執(zhí)行器。以期達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)性能、使用性能和環(huán)保性能等。 （4）微結(jié)構(gòu)、高頻響應(yīng)電磁開(kāi)關(guān)閥在制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。特別是工程機(jī)械 相關(guān)工業(yè)的向前發(fā)展。為了解決柴油機(jī)這個(gè)燃油壓力變化的缺陷，現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱(chēng)為共軌的技術(shù)。 柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）具有多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)性能 （2） 減輕質(zhì)量、縮小尺寸、提高柴油機(jī)的緊湊性（3） 部件安裝連接方便，提高了維修性 （4）擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能 （5） 使柴油機(jī)的動(dòng)力輸出和負(fù)荷得到更精確的匹配 電噴技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)在汽車(chē)柴油機(jī)中，高速運(yùn)轉(zhuǎn)使柴油噴射過(guò)程的時(shí)間只有千分之幾秒，實(shí)驗(yàn)證明，在噴射過(guò)程中高壓油管各處的壓力是隨時(shí)間和位置的不同而變化的。依靠傳統(tǒng)的機(jī)械控制噴油系統(tǒng)已無(wú)法滿(mǎn)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。目 錄摘 要 IAbstract II前 言 II目 錄 III1 柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的發(fā)展 5 發(fā)展概論 5 柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 5 電噴技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 62 柴油機(jī)性能的影響因素 7 柴油機(jī)燃燒過(guò)程及噴油規(guī)律對(duì)性能的影響 7 電控技術(shù)對(duì)柴油機(jī)性能的影響 73 電控共軌式燃油系統(tǒng) 7 電控共軌系統(tǒng)的組成 7 電控共軌式燃油系統(tǒng)工作原理 9 電控共軌系統(tǒng)的特點(diǎn) 114 電控系統(tǒng)的噴油控制方式 11 噴油量控制 11 噴油率控制 12 噴油壓力控制 13 噴油時(shí)間控制 16結(jié)束語(yǔ) 20致 謝 21參考文獻(xiàn) 22附錄 231 柴油機(jī)電控噴油技術(shù)的發(fā)展 發(fā)展概論第四部分是本文的重點(diǎn)。第二部分主要介紹柴油機(jī)噴油規(guī)律和燃燒過(guò)程對(duì)性能的影響以及電噴技術(shù)針在這一方面的優(yōu)點(diǎn)。 High pressure mon rail前 言21世紀(jì)，是綠色柴油機(jī)的時(shí)代，傳統(tǒng)的機(jī)械式燃油系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的需要，柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)是必然之選。電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)采用“時(shí)間壓力控制”式燃油計(jì)量原理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)移植方便，適應(yīng)范圍廣，尤其是與目前的小型、中型及重型柴油機(jī)均能很好匹配，因而市場(chǎng)前景廣闊。它集計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感檢測(cè)技術(shù)以及先進(jìn)的噴油器結(jié)構(gòu)于一身，不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實(shí)現(xiàn)噴射壓力和噴油量的控制，而且還能實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和分段噴射，從而優(yōu)化噴油特性、減低柴油機(jī)噪聲和大大減少?gòu)U氣有害成分的排放量。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；電控技術(shù)；噴油系統(tǒng)；高壓共軌AbstractHigh Pressure Common
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