【正文】 低 NOx 和噪聲，噴射初期希望噴射率低一些。而且影響結(jié)果有時(shí)是相互矛盾的。所以，現(xiàn)代直噴式柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)必須具備以下要求： 河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 a．具有高的噴射壓力，且壓力靈活可調(diào)； b．能夠精確控制噴油定時(shí)和噴油量； c．能夠最優(yōu)控制燃油噴射率； d．?dāng)嘤透纱?。因此必須采用電子控制式柴油機(jī)噴油系統(tǒng)。電噴柴油噴射系統(tǒng)由 信號(hào)輸入裝置（傳感器）、電子控制單元（ ECU）和執(zhí)行元件三大部分，如圖 21所示。采 用轉(zhuǎn)速、油門踏板位置、噴油時(shí)刻、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、燃油溫度、冷卻水溫度等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同時(shí)輸入計(jì)算機(jī) (ECU)，與已儲(chǔ)存的設(shè)定參數(shù)值或參數(shù)圖譜 (MAP 圖 )進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計(jì)算按照最佳值或計(jì)算后的目標(biāo)值把指令送到執(zhí)行器。 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 柴油機(jī)電子控制技術(shù)始于 20 世紀(jì) 70 年代， 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，英國(guó)盧卡斯公司、德國(guó)博世公司、奔馳汽車公司、美國(guó)通用的底特律柴油機(jī)公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車公司及小松制作所等都競(jìng)相開發(fā)新產(chǎn)品并投放市場(chǎng)，以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)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。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。 實(shí)際上，柴油機(jī)排氣 中 CO 和 HC 比汽 油機(jī)少得多， NOx 排放量與汽油機(jī)相近，只是排氣微粒較多，這與柴油機(jī)燃燒機(jī)理有關(guān)。通過分析柴油機(jī)噴油規(guī)律得到：噴入燃料的霧化質(zhì)量、汽缸內(nèi)氣體的流動(dòng)以及燃燒室形河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 狀等均直接影響燃燒過程的進(jìn)展以及有害 排放物的生成。 經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，柴油機(jī)的現(xiàn)狀已與以往大不相同。隨著國(guó)際上日益嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn) (如歐洲Ⅳ、Ⅴ標(biāo)準(zhǔn) )的頒布與實(shí)施，無(wú)論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，解決的辦法之一是采用電子控制燃油噴射的技術(shù)。 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的 目的及優(yōu)點(diǎn) 柴油機(jī)電子控制技術(shù)的目的 優(yōu)化動(dòng)力性、改善燃油使用經(jīng)濟(jì)性、控制排放，使柴油機(jī)從怠速至額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能獲得最佳工作狀況，防止可能發(fā)生的危險(xiǎn)運(yùn)行狀況，延長(zhǎng)零件的使用壽命。自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于柴油機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好可以實(shí)現(xiàn)多功能的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證柴油機(jī)動(dòng)力性、燃料使用經(jīng)濟(jì)性、可靠性和操作方便性等性能充分發(fā)揮。采用自動(dòng)控制技術(shù)解決供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)問題，不僅可以容易地解決上述難題，而且提高了柴油機(jī)的緊湊性。 （ 4） 擴(kuò)展了故障診斷、聯(lián)絡(luò)等功能 采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可方便地與微型計(jì)算機(jī)相連，很容易實(shí)現(xiàn)柴 油機(jī)性能檢測(cè)與故障診斷功能，柴油機(jī)運(yùn)行及檢測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳遞等問題也迎刃而解，便于科學(xué)管理和使用。 柴油機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn) 柴油機(jī)電控技術(shù)與汽油機(jī)電控技術(shù)有許多相似之處，整個(gè)系統(tǒng)都是由傳感器 、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。柴油機(jī)電控技術(shù)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜，二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。其噴射壓 力高達(dá) 200MPa，為汽油機(jī)噴射壓力的百倍以上。而且柴油噴射對(duì)噴射正時(shí)的精度要求很高，相對(duì)于柴油機(jī)活塞上止點(diǎn)的角度位置遠(yuǎn)比汽油機(jī)要求準(zhǔn)確，這就導(dǎo)致了柴油噴射的電控執(zhí)行器要復(fù)雜得多。實(shí)施電控技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，形成了柴油噴射系統(tǒng)的多樣化；同時(shí)柴油機(jī)需要對(duì)油量、定時(shí)、噴油壓力等多參數(shù)進(jìn)行綜合控制，其軟件的難度也大于汽油機(jī)。其中，電控泵噴嘴技術(shù)的噴油壓力非常高，可以 達(dá)到 200MPa，并且泵和噴嘴裝在一起，所以只需要很河南科技大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 短的高壓油引導(dǎo)部分，泵噴嘴系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)很小的預(yù)噴量，其噴油特性是三角形的，并采用了分段式預(yù)噴射，這是很符合柴油機(jī)的要求 (大眾公 司的 TDI 發(fā) 動(dòng)機(jī)就是使用這種技術(shù) )。它的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng)，能 達(dá)到160MPa。其特點(diǎn)是保留了傳統(tǒng)的噴油泵 — 高壓油管 — 噴油器系統(tǒng)，只是對(duì)齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置由原來(lái)的機(jī)械調(diào)速器控制改為計(jì)算機(jī)控制 ，如圖 22 所示。其優(yōu)點(diǎn)是柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)幾乎不需要改動(dòng)，生產(chǎn)繼承性好，便于對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)進(jìn)行升級(jí)換代。 這類技術(shù)已發(fā)展到了可以同時(shí)控制定時(shí)和預(yù)噴射的 TICS 系 統(tǒng)。不論采用何種類型的電子調(diào)速器，總是需要由部分機(jī)械裝置來(lái)完成對(duì)噴油泵供油量的調(diào)節(jié)，也會(huì)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(shí)間控制 ”。在電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，對(duì)噴油量的控制采用 “時(shí)間－壓力控制 ”或 “壓力控制 ”，用的最多的是 “時(shí)間－壓力控制 ”方式 ，如圖 23 所示。 1特許經(jīng)銷商高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)系列教程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(jī)電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中，為降低對(duì)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(shí)現(xiàn)，即噴油量的 “壓力控制 ”方式。在系統(tǒng)中， ECU 根據(jù)實(shí)際的共軌壓力信號(hào)對(duì)共軌壓力進(jìn)行閉環(huán)控制 [2]。現(xiàn)在的中國(guó)市 場(chǎng)如同早期的國(guó)際市場(chǎng)，消費(fèi)者談到柴油車時(shí)，常常會(huì)笑言“柴油車最大的好處是不會(huì)著火”。如今歐洲每推出一款新車都會(huì)配有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。所以在汽車工業(yè)的腹地 —— 德國(guó)一刻也沒有停止對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。 柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：省油、環(huán)保、動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、維修方便，只要解決缺點(diǎn)就具有更大的市場(chǎng)前景，而實(shí)現(xiàn)電控柴油機(jī)的方案現(xiàn)在看來(lái)是一個(gè)很好的解決措施。目前主要的國(guó)際汽車配件供應(yīng)商都在進(jìn)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)共軌柴油噴射系統(tǒng)的還只有博世一家。 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)。當(dāng)從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級(jí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)仍然不變，只要把歐Ⅲ系統(tǒng)里機(jī)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(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)不做大的調(diào)整下，就可以達(dá)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。在單體泵上采用了類似于共軌 I2C 的系統(tǒng)一致性控制，來(lái)優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。它可以達(dá)到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的標(biāo)準(zhǔn)。 單體泵系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì) 單體泵系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)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(chǎng)上得到了 10 年甚至是 15 年的實(shí)際使用時(shí)間、數(shù)百萬(wàn)輛整車使用的證明。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(qiáng)化、非常可靠的性能和使用壽命，仍然在進(jìn)一步提高。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)。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(shí)還 必須精確控制噴油始點(diǎn)和噴油量。因此，早在 1905 年柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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。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 。 （ 2）旁通閥：若燃油內(nèi)有空氣，則通過此處排出。 （ 4）限壓閥 1：調(diào)節(jié)供油管內(nèi)壓 力大于 時(shí)打開。 （ 6）燃油泵：燃油泵是間歇式葉片泵，其優(yōu)點(diǎn)是在較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)也可供油。 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(qiáng)制流回供油管，使供油管內(nèi)流向各缸的燃油溫度一致。否則，泵噴嘴的油溫將會(huì)不同，并且泵噴嘴被提供不同質(zhì)量的燃油。 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)。 在國(guó)內(nèi)很多的乘用車上使用泵噴嘴，如：寶來(lái) TDI、途安 TDI 和奧迪 TDI 等。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。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。這一柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新最大限度地降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車型的振動(dòng)和噪聲，同時(shí)將油耗進(jìn)一步降低，使排放更加清潔。由于噴油壓力調(diào)節(jié)寬泛，采用共軌技術(shù)的柴油車能更好地適應(yīng)各種工況，起步也不會(huì)困難。在國(guó)產(chǎn)車中，華泰現(xiàn)代使用的是共軌噴射系統(tǒng)。 第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導(dǎo)致燃油的浪費(fèi)和很高的燃油溫度。 第二代共軌系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需求而改變輸出壓力，并具有預(yù)噴射和后噴射功能。即使在壓力較低的情況下，該系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)際狀況提供適量的噴油壓力