柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)的發(fā)展(參考版)
2025-07-02 13:43本頁(yè)面
【正文】 6 參考文獻(xiàn)[1]王洪齡，劉震希，王新．汽車電控系統(tǒng)原理與檢測(cè)技術(shù) [M]．山東：科學(xué)出版社．[2]張西振．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．[3]張西振，田有為．汽車柴油機(jī)電控技術(shù) [M]．北京：人民交通出版社．21 / 21。可以認(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。近10年來(lái)，新柴油機(jī)在設(shè)計(jì)階段就把電控系統(tǒng)納入計(jì)劃。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。因此柴油機(jī)的使用范圍越來(lái)越廣，數(shù)量越來(lái)越多。 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)。燃油噴射系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)加載和卸載的能力，是一種衡量噴射系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。電噴柴油機(jī)噴油器上采用的高速電磁開關(guān)閥很容易實(shí)現(xiàn)快速斷油。由于工程機(jī)械用柴油機(jī)的工況很復(fù)雜，怠速工況經(jīng)常出現(xiàn)，而電噴柴油機(jī)容易實(shí)現(xiàn)最小油量控制。 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。但是預(yù)噴射量、預(yù)噴射與主噴射之間的時(shí)間間隔在不同工況下的要求是不一樣的。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。 獨(dú)立的燃油噴射正時(shí)控制 噴射正時(shí)直接影響到柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)前噴入汽缸的油量，決定著汽缸的峰值爆發(fā)壓力和最高溫度。 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。這種特性對(duì)于低轉(zhuǎn)速、部分負(fù)荷條件下的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放不利。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。由于這些因素，電控共軌技術(shù)已普遍為新一代乘用車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用[3]。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。與其它噴射系統(tǒng)相比，共軌系統(tǒng)把壓力產(chǎn)生與實(shí)際燃油噴射過(guò)程分離。最高噴射壓力達(dá)到180 MPa，如圖36所示。壓力從20～200MPa彈性調(diào)節(jié)。2003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。博世公司的第二代共軌系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)在沃爾沃的S60、V70D5及寶馬的230d等乘用車上試用。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。不僅有助于降低燃油消耗，而且還可以降低燃油溫度，從而省去燃油冷卻裝置。帶有控制油量的油泵，噴射壓力能達(dá)到160MPa。第一代共軌系統(tǒng)為商用車設(shè)計(jì)的，最高噴射壓力為140MPa，乘用車噴射壓力為135MPa。柴油共軌系統(tǒng)已開發(fā)了3代。博世公司首家于1997年開始批量生產(chǎn)共軌燃油噴射系統(tǒng)的乘用車，當(dāng)時(shí)博世和奔馳聯(lián)合推出共軌技術(shù)柴油奔馳C級(jí)別車，而在當(dāng)時(shí)阿爾法羅密歐156也是最早使用高壓共軌的乘用車之一。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。共軌式噴油系統(tǒng)主要的貢獻(xiàn)就是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開，通過(guò)對(duì)共軌管內(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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本無(wú)關(guān)。 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(dòng)機(jī)）技術(shù)、TDI（直噴式渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）技術(shù)均為德國(guó)博世公司研發(fā)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。泵噴嘴技術(shù)相對(duì)于之前的技術(shù)（如柱塞泵），已經(jīng)具有明顯改進(jìn)，而其最大的好處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(dá)到200MPa以上。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。這將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)并將在前幾個(gè)缸中產(chǎn)生極度高溫，燃油分配管如圖35所示。所有泵噴嘴被提供相同量的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。泵體內(nèi)油道使油泵轉(zhuǎn)子始終處于被燃油浸潤(rùn)的狀態(tài)，從而可隨時(shí)輸送燃油，如圖34所示。（5）限壓閥2：。（3）節(jié)流孔與過(guò)濾器：收集、分離供油管內(nèi)的氣泡。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(dòng)機(jī)不工作時(shí)，防止燃油回流。20世紀(jì)50年代，間歇控制泵噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就已應(yīng)用在輪船及卡車上。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴(yán)格要求。 泵噴嘴技術(shù) 優(yōu)良的混合氣是提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性；降低排放率、噪音率的關(guān)鍵因素。所以，從德爾福的觀點(diǎn)來(lái)看，在技術(shù)方面，相信在2010年之前，所有歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商絕大多數(shù)會(huì)采用單體泵系統(tǒng)和泵噴嘴技術(shù)。單體泵系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中，可以保證排放和燃油消耗率低。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(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)正在做開發(fā)工作。在供油控制方面，如果使用雙電磁
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