【正文】 增壓器可增加 20%～ 30%。 （ EGR）技術(shù)的應(yīng)用 據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度及負(fù)荷大小，適量地將一部分廢氣引入進(jìn)氣管，再送入汽缸，使燃燒反應(yīng)速度減慢，降低燃燒的最高溫度，從而降低 NOx 的排放量。 柴油機(jī)電控系統(tǒng)的功能 燃油噴射控制主要包括：供（噴）油量控制、供（噴）油正時(shí)控制、供（噴）油速率控制和噴油壓力控制等。 柴油機(jī)的進(jìn)氣控制主要包括進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制和可變配氣正時(shí)控制。 柴油機(jī)的排放控制主要是廢氣再循環(huán)（ EGR）控制。 柴油機(jī)起動(dòng)控制主要包括供（噴）油量控制、供（噴）油正時(shí)控制和預(yù)熱裝置控制，其中供（噴）油量控制和供（噴）油正時(shí)控制與其他工況 相同。 柴油機(jī)電控系統(tǒng)中也包含故障自診斷和失效保護(hù)兩個(gè)子系統(tǒng)。 在裝用電控自動(dòng)變速器的柴油車上，將柴油機(jī)控制 ECU 和自動(dòng)變速器控制ECU 合為一體，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)與自動(dòng)變速器的綜合控制，以改善汽車的變速性能。從功能方面分析，電控共軌系統(tǒng)可分為兩大部分：電控系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)。 ECU 是電控共軌燃油系統(tǒng)的核心部分。 ECU 的輸入是安裝在車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)上的各種傳感器和開(kāi)關(guān)， ECU 的輸出是送往各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電子信息。 22 柴油機(jī)電子系統(tǒng)的控制框圖 （ 2）燃料供給系統(tǒng) 電磁閥控制 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器 加速踏板位置傳感器 氣缸判別傳感器 其他傳感器和信號(hào) 噴油器 供油泵 控制噴油量 控制噴油時(shí)間 控制噴油率 調(diào)節(jié)噴油壓力 電控單元 11 燃料供給系統(tǒng)主 要構(gòu)成是供油泵 、 共軌和噴油器。共軌實(shí)際上是一種燃油分配管。電控共軌系統(tǒng)中的噴油器是一種由電磁閥控制的噴油器，電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉由發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元控制。（柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力較高約 ） 高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)工作原理 電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、 ECU（計(jì)算機(jī)）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同步輸入計(jì)算機(jī)，與巳儲(chǔ)存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)處理計(jì)算按照最佳值對(duì)噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。采用壓力時(shí)間式燃油計(jì)量原理，用電磁閥控制噴射過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射油量和噴射定時(shí)的靈 活控制。 高壓共軌系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器，供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進(jìn)油口，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內(nèi)，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應(yīng)時(shí)刻噴油。 通過(guò)高壓油泵上的壓力調(diào)節(jié)電磁閥，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀況以及經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求對(duì)共軌 腔內(nèi)的油壓進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，尤其優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的低速性能。 預(yù)噴射在主噴射之前，將小部分燃油噴入氣缸，在缸內(nèi)發(fā)生預(yù)混合或者部分燃燒，縮短主噴射的著火延遲期。預(yù)噴射還可以降低失火的可能性，改善高壓共軌系統(tǒng)的冷起動(dòng)性能。提高主噴射中期的噴射速率，可以縮短噴射時(shí)間從而縮短緩燃期，使燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)更有效的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)完成，提高輸出功率，減少燃油消耗，降低碳煙排放。 13 柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)是一種全新的技術(shù)，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。 其特點(diǎn)為： (1)采用先進(jìn)的電子控制裝置及配有高速電磁開(kāi)關(guān)閥，使得噴油過(guò)程的控制十分方便，并且可控參數(shù)多，利于柴油機(jī)燃燒過(guò)程的全程優(yōu)化。 (3)高速電磁開(kāi)關(guān)閥頻率高，控制靈活，使得噴油系統(tǒng)的噴射壓力可調(diào)范圍大，并且能方便地實(shí)現(xiàn)預(yù)噴 射等功能，為優(yōu)化柴油機(jī)噴油規(guī)律、改善其性能和降低廢氣排放提供了有效手段。 14 第三章 電控柴油機(jī)新技術(shù)應(yīng)用 近年來(lái)，國(guó)外輕型車用柴油機(jī)取得了很大的發(fā)展，具體表現(xiàn)在功率增長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速下降、增壓和增壓中冷比例上升，還包括多氣門和中置縮口燃燒室、高壓噴射和小孔徑多噴孔、小壓力室或 VCO 油嘴、廢氣再循環(huán)、電子控制等新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的應(yīng)用上。 提高功率的途徑不外乎擴(kuò)大缸徑、增加排放量或者增壓等，但采用大缸徑、大排放量自然吸氣機(jī)型可能會(huì)帶來(lái)一些不利影響，如增加整機(jī)的外型尺寸、重量從而增加燃油消耗，而采取合適的技術(shù)措施可將這些不利因素的影響減少到最低程度。近幾年，日本主要廠商生產(chǎn)的 3～ 5L 四缸車用柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速都在 3000r/min 以上，活塞的平均速度在 12m/s 以上，而歐美的這一檔機(jī)型的轉(zhuǎn)速卻降到了 2600r/min 以下，活塞的平均速度在 。為了獲得較高的車速和較寬的車速范圍，該機(jī)還配用了六速變速器。 增壓不僅可以提高功率、改善燃油經(jīng)濟(jì)性，而且也是降低排放和噪聲的主要 15 措施之一。由于各國(guó)的排放法規(guī)不同，自然吸氣直噴式機(jī)型若采用 EGR 等技術(shù)也可以滿足目前的排放法規(guī)要求。最新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已沒(méi)有自然吸氣，如奔馳 OM900 系列、斯太爾 M1 等系列柴油 機(jī)都是增壓或增壓中冷機(jī)型。近年來(lái)電控可變截面 /可變噴嘴（ VGT/VNT）增壓器的問(wèn)世使低速區(qū)域的扭矩、煙度和都油耗得到了進(jìn)一步改善。當(dāng)時(shí)有的用三氣門，如雪鐵龍的 XUD11；也有的采用四氣門，如道依茨的 BF4M1010 柴油機(jī)、福特的 柴油機(jī)、豐田的 15BF、 AVL 開(kāi)發(fā)的 LEADER2 和 LEADER3柴油 機(jī)。在未來(lái) 5～ 10 年內(nèi)，多氣門技術(shù)還將繼續(xù)發(fā)展和普及。 16 相對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械式噴油系統(tǒng)在壓力和噴油量方面有了很大進(jìn)步，但燃油霧化效果不如泵式噴油器，因 為噴射壓力相對(duì)低了不少，所以黑煙與顆粒排放量以及NOx 生成量均較多， 油耗比泵式噴油器的要高。 NOx大多是在預(yù)混合燃燒階段產(chǎn)生的，而顆粒主要是擴(kuò)散燃燒階段產(chǎn)生的，這就要求減小預(yù)混合燃燒，同時(shí)加速擴(kuò)散燃燒，但往往采取降低 NOx 的措施會(huì)增加油耗，而減少顆粒排放的措施往往又會(huì)引起最大燃燒壓力和燃燒強(qiáng)度的增加，反過(guò)來(lái)使NOx 排放量增加。目前主要是通過(guò)提高噴射壓力來(lái)降低顆粒，再采取延遲噴油和使用廢氣再循環(huán)（ EGR）等措施來(lái)降低 NOx，因 GER 減少了進(jìn)氣量中的含氧量，故它只宜在低轉(zhuǎn)速部分負(fù)荷或空燃比足夠大的工況下采用，這樣不會(huì)使煙度、 HC 和顆粒排放量明顯增加。通常可以同時(shí)采取延遲噴油定時(shí)來(lái)降低 NOx，這樣只要較小的廢氣再循環(huán)率就能達(dá)到 NOx 的排放法規(guī)。 7. 縮口環(huán)形燃燒室 為了適應(yīng)更嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求， AVL 公司開(kāi)發(fā)的縮口環(huán)形燃燒室現(xiàn)在逐步在小缸徑高速直噴式柴油機(jī)上被采用。縮口環(huán)形燃燒室后來(lái)又發(fā)展成為縮口四角形燃燒室，但，為了適應(yīng)日本的排放法規(guī)， 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)發(fā)的 H系列柴油機(jī)采有了縮口環(huán)形燃燒室。由于燃 燒室中部燃油分布較少，且進(jìn)氣渦流的切向速度和擠流都較小，四周環(huán)形內(nèi)燃油發(fā)布較多，渦流速度較高，有利于提高空氣利用率和油氣混合質(zhì)量?？s口燃燒室除切向的進(jìn)氣渦流外，還形成軸向的較大擠流，因此，縮口燃燒室與直口燃燒室相比，在相同的進(jìn)氣渦流比和燃燒室口徑下，燃油分布較多的燃燒室壁面和底部氣流速度要高出 50%左 右，這對(duì)于促進(jìn)油氣混合、加速燃燒是十分有利的。 微電子、傳感器、執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了柴油機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展。 提高噴射壓力是降低煙度和顆粒的主要技術(shù)。 為了進(jìn)一步提高噴射壓力，世界主要廠家相繼開(kāi)發(fā)了一些新型燃油噴射系統(tǒng)，如高壓電子轉(zhuǎn)子泵、徑向泵式燃料供給系統(tǒng)（最大噴油壓力為 1750bar，已裝用在大眾 V6Tdi 發(fā)動(dòng)機(jī)中）和共軌式噴射系統(tǒng)（最大噴油壓力大約為 1500 bar，目前已成為直噴式柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的主流）。 采用泵式噴油器后，柴油機(jī)上再不用安裝噴油泵和與噴油器相連的高壓油管， 布置在缸蓋內(nèi)的油路直接給泵式噴油器供給燃料。柱塞由凸輪軸上的一個(gè)專用凸輪帶動(dòng)，其功能如同噴油器內(nèi)的小活塞，當(dāng)柱塞往下時(shí)，壓力增大，可達(dá)到大約 2020 bar。 一旦凸輪不與柱塞接觸，有一根回位彈簧會(huì)把柱塞拉回到常態(tài)位置。泵式噴油器靠一電磁閥增力，并 由一 ECU 控制，這樣可確保燃油的準(zhǔn)確供給，特別是噴射的干脆利索。 此泵式噴油系統(tǒng)需要一種特定的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋與之匹配，它與每缸四氣門缸蓋不相容，因?yàn)樗鼈兊某叽缗c牢固度皆不相同。 19 第四章 電控柴油機(jī)的發(fā)展方向 隨著世界各國(guó)城市交通運(yùn)輸車輛、船舶的急劇增加，柴油機(jī)排放的尾氣已經(jīng)成為對(duì)地球環(huán)境的主要污染源。柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)是一項(xiàng)較為成功的控制污染排放的新技術(shù)?，F(xiàn)在該項(xiàng)新技術(shù)已開(kāi)始在國(guó)外以柴油機(jī)提供動(dòng)力的汽車上投入使用。 共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和 ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi)的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過(guò)對(duì)公共供油管內(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)速無(wú)關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺 陷。共軌式電控燃油噴射技術(shù)通過(guò)共軌直接或間接地形成恒定的高壓燃油，分送到每個(gè)噴油器，并借助于集成在每個(gè)噴油器上的高速電磁開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)啟與閉合，定時(shí)、定量地控制噴油器噴射至柴油機(jī)燃燒室的油量，從而保證柴油機(jī)達(dá)到最佳的燃燒比和良好的霧化，以及最佳的點(diǎn)火時(shí)間、足夠的點(diǎn)火能量和最少的污染排放。在一條共用軌道上分別產(chǎn)生壓力和噴射。其壓力 存儲(chǔ)器和分配器條軌經(jīng)導(dǎo)管通往嘴部。通過(guò)噴嘴存儲(chǔ)壓力和開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)油量。同時(shí)減小噴孔直徑，增加孔數(shù)，可以改善燃 20 油的霧化和分布均勻性，減少著火滯后，降低 NOx 及顆粒排放。共軌式高壓噴油系統(tǒng)的應(yīng)用是柴油機(jī)技 術(shù)的一次革命。這是世界汽車工業(yè)為滿足日益嚴(yán)格的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的必然趨勢(shì)。其實(shí)經(jīng)過(guò)多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與往日不可同喻 ,柴油機(jī)轎車在歐洲比較普遍 , 奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。 在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過(guò)控制噴油時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)輸出的大小，而柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門拉桿位置）來(lái)決定的。 隨著世界各國(guó)城市交通運(yùn)輸車輛的急劇增加，柴油機(jī)排放的尾氣已經(jīng)成為對(duì)地球環(huán)境的主要污染源。柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)是一項(xiàng)較為成功的控制污染排放的新技術(shù)。 21 (2)高壓共軌系統(tǒng)中共軌壓力的微小波動(dòng)所造成的噴油量不均勻問(wèn)題。 (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。隨著強(qiáng)化程度的提高，柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。此外，降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染，都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。渦輪增壓中冷技術(shù)和廢氣再循環(huán)（ EGR）技術(shù)的應(yīng)用有效地降低 HC、 CO、 NOx 的排放量 ，同時(shí)提高了柴油機(jī)的功率。 分析了電控系統(tǒng)的特點(diǎn)和 高壓共軌電控噴射系統(tǒng)的特點(diǎn) 和不足 ,指出了柴油機(jī)發(fā)展前景以及目前有待解決的問(wèn)題。 23 參考文獻(xiàn) [1].《汽車電控技術(shù)》 .祁翠琴，李淑君 .北京大學(xué)出版社 .2020 [2].《汽車柴油機(jī)故障診斷》魯植雄 .劉奕貫 .江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 .2020 [3]. 天津職業(yè)技術(shù)學(xué)院“發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)”精品課程網(wǎng) 站。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本論文從選題到完成，每一 步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。由于本理論水平比較有限，論文中的有些觀點(diǎn)以及對(duì) 電控柴油機(jī) 的歸納和闡述難免有疏漏和不足的地方，歡迎老師和專家們指正。 一、 2020 年及 “十二五 ”時(shí)期主要工作回顧 2020 年是 “十二五 ”規(guī)劃的收官之年。 ——區(qū)域經(jīng)濟(jì)運(yùn)行總體平穩(wěn)。 ——重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)全面提速。中德 26 裝備園 10 平方公里起步區(qū)建設(shè)全面啟動(dòng)，中德園成為國(guó)務(wù)院批復(fù)的首個(gè)以中德高端裝備制造產(chǎn)業(yè)合作為主題的戰(zhàn)略平臺(tái)、 “中國(guó)制造2025”與 “德國(guó)工業(yè) ”戰(zhàn)略對(duì)接合作的重要載體。鐵西金谷成為全市生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)“三大戰(zhàn)役 ”的主戰(zhàn)場(chǎng)?，F(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值 294 億元，占全市建筑業(yè)總產(chǎn)值三成以上。全區(qū)整合整理土地 72 宗。 ——重大項(xiàng)目建設(shè)順利推進(jìn)。 40 個(gè)市重點(diǎn)項(xiàng)目全部開(kāi)復(fù)工，完成投資 億元。同時(shí)，積極爭(zhēng)取國(guó)家省市政策、項(xiàng)目和資金支持，全年?duì)幦≈С仲Y金 億元，其中老工業(yè)基地搬遷改造項(xiàng)目獲批國(guó)家資金 5897 萬(wàn)元。成功舉辦 “沈陽(yáng) —慕尼黑裝備制 27 造產(chǎn)業(yè)推介會(huì) ”、 “遼寧省 —巴登符騰堡州裝備制造產(chǎn)業(yè)合作推介會(huì) ”，并在法蘭克福設(shè)立中德裝備園代表處。德國(guó)萊瑪特高精度光電子設(shè)備、法國(guó)電力集團(tuán)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、日本 IHI 株式會(huì)社農(nóng)機(jī)生產(chǎn)基地等 50 余個(gè)項(xiàng)目加快