畢業(yè)設計-柴油機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展(參考版)
2024-12-07 18:39本頁面
【正文】 另外，要感謝在大學期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎。論文的順利完成，也離不開其它各位老師、同學和朋友的關心和幫助。謝鴻黨老師指引我的論文的寫作的方向和架構，并對本論文初稿進行逐字批閱，指正出其中誤謬之處，使我有了思考的方向，他的循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，他的嚴謹細致、一絲不茍的作風，將一直是我工作、學習中的榜樣。論文得以完成，要感謝的人實在太多了，首先要感謝謝鴻黨老師，因為論文是在謝鴻黨老師的悉心指導下 完成的。而且，是否采用最新成就的電控技術，已成為衡量柴油機先進性的重要標志之一。電控系統(tǒng)與柴油機本體的一體化，以至發(fā)展為整個動力裝置的控制系統(tǒng)或電控一診斷系統(tǒng)已成為當前發(fā)展的新特點。近年來，隨著計算機技術、傳感器技術及信息技術的迅速發(fā)展， 使電子產品的可靠性、成本、體積等各方面都能滿足柴油機進行電子控制的要求，并且電子控制燃油噴射很容易實現(xiàn)。同時對柴油機的動力性能、經濟性能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來越高。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。而電噴柴油機技術中的高壓共軌技術則大大降低了驅動扭矩沖擊載荷。 降低驅動扭矩沖擊載荷 燃油噴射系統(tǒng)在很高的壓力下工作，既增加了驅動系統(tǒng)所需要的平均扭矩，也加大了沖擊載荷。 快速斷油能力 噴射結束時必須快速斷油，如果不能快速斷油，在低壓力下噴射的柴油就會因燃燒不充分而冒黑煙，增加 HC 排放。當供油系統(tǒng)具有預噴射能力后將會使控制小油量的能力進一步降低。因此具有可變的預噴射控制能力對柴油機的性能和排放十分有利。 18 可變的預噴射控制能力 預噴射可以降低顆粒排放，又不增加 NOx 排放，還可改善柴油機冷啟動性能、降低冷態(tài)工況下白煙的排放，降低噪聲，改善低速扭矩。高的汽缸壓力和溫度可以改善燃油使用經濟性，但導致NOx 增加。高噴射壓力、獨立的噴射壓力控制、小噴孔、高平均噴油壓力等措施都能降低燃油消耗率，從而提高了柴油機的燃油使用經濟性。若供油系統(tǒng)具有不依賴轉速和負荷的噴射壓力控 制能力，就可選擇最合適的噴射壓力使噴射持續(xù)期、著火延遲期最佳，使柴油機在各種工況下的廢氣排放最低而經濟性最優(yōu)。 獨立的噴射壓力控制 傳統(tǒng)柴油機的供油系統(tǒng)的噴射壓力與柴油機的轉速負荷有關。 4 柴油機電子控制技術的發(fā)展趨勢 高的噴射壓力 為滿足排放法規(guī)的要求，柴油噴射壓 力從 10MPa 提 高到 200MPa。除此之外，共軌系統(tǒng)還提供了更廣闊的擴展功能和在燃燒過程設計上更多大的自由度，它可 17 以使柴油發(fā)動機以更低的排放、更好的 燃油經濟性和低噪聲運行?！败墶北蛔鳛楦邏盒顗浩?，其內部燃油壓力始終保持與發(fā)動機具體工況相適應的最佳壓力。 圖 36 壓電直列式噴油器 1電動輸油泵 2燃油濾清器 3回油閥 4回油儲存器 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)使帶預噴和后噴的噴油率曲線范圍更為自由。最小噴射量可控制在 ，減小了煙度和 NOx的排放。省去了回油管，在結構上更簡單。 第三代共軌系統(tǒng)帶有壓電直列式噴油器。在膨脹過程中進行后噴射，產生二次燃燒，將缸內溫度增加200～ 250℃，降低了排氣中的碳氫 化合物。預噴射降低了發(fā)動機噪聲，在主噴射之前百萬分之一秒內少量的燃油被噴進了汽缸壓燃，預熱燃燒室。即使在壓力較低的情況 16 下，該系統(tǒng)也可以根據(jù)實際狀況提供適量的噴油壓力。 第二代共軌系統(tǒng)可 根據(jù)發(fā)動機需求而改變輸出壓力，并具有預噴射和后噴射功能。 第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導致燃油的浪費和很高的燃油溫度。在國產車中，華泰現(xiàn)代使用的是共軌噴射系統(tǒng)。由于噴油壓力調節(jié)寬泛，采用共軌技術的柴油車能更好地適應各種工況，起步也不會困難。這一柴油發(fā)動機技術的創(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，使排放更加清潔。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。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。 在國內很多的乘用車上使用泵噴嘴，如：寶來 TDI、途安 TDI 和奧迪 TDI 等。 圖 35 燃油分配管 15 （ 8）燃油冷卻泵： 使冷卻液在冷卻環(huán)路中循環(huán)。否則，泵噴嘴的油溫將會不同，并且泵噴嘴被提供不同質量的燃油。 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的供油管內，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，使供油管內流向各缸的燃油溫度一致。 （ 6）燃油泵：燃油泵是間歇式葉片泵，其優(yōu)點是在較低發(fā)動機轉速時也可供油。 （ 4）限壓閥 1：調節(jié)供油管內壓力大于 時打開。 （ 2）旁通閥：若燃油內有空氣，則通過此處排出。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)，泵噴嘴的結構如圖 33 所示。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。這就要求噴射系統(tǒng)產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。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)。目前，這種非常強化、非?？煽康男阅芎褪褂脡勖匀辉谶M一步提高。 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。它可以達到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的標準。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。當從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級時，發(fā)動機機身主體結構仍然不變，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 12 體泵系統(tǒng)，在發(fā)動機整 體結構不做大的調整下，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 。 單體泵技術 圖
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