现代柴油发动机技术发展概述.ppt

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1、机械部2013年1月1.1现代柴油发动机技术发展概述一、柴油机电控技术的发展为了改善柴油机运转性能和降低燃油消耗率，同时也为了适应严格的柴油机排放标准的需要，从20世纪80年代初期开始，各种电控柴油喷射系统相继问世。柴油机电控技术发展经历的三个阶段：（1）位置控制（2）时间控制（3）时间-压力控制第一代柴油机电控技术——位置控制方式1、结构特点位置控制方式不仅保留了传统的泵-管-嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。2、应用在直列柱塞泵上实施位

2、置控制的有：（1）日本电装公司的ECD-P1、ECD-P2、ECD-P3系统。（2）德国波许公司的EDR系统。（3）美国的PEEC系统等。在分配泵上实施位置控制的有：（1）日本电装公司的ECD-V1系统。（2）德国波许的EDC系统。（3）美国的PCF系统等。ECD-V1系统的组成33、性能特点优点：结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。缺点：系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。第二代柴油机电控技术——时间控制方式1、结构特点基本保留了传统燃油供给系统的组成和结构，通

3、过高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。因此可实现供油量控制，又可实现供油正时的控制。2、性能特点优点：控制自由度更大，供油加压与供油调节在结构上相互独立，使喷油泵结构得以简化，强度得到提高。高压喷油能力大大加强。缺点：供油压力无法控制。3、应用在分配泵上实施时间控制的有：（1）日本电装公司的ECD-V3、ECD-V4系统。（2）美国Stanadyne公司的DS系统和RS系统。（3）日本丰田公司的ECD-2系统。电控泵喷嘴系统有：德国波许公司的PDE27/PDE28系统

4、。第三代柴油机电控技术——时间-压力控制方式1、结构特点基本改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨（各缸喷油器共用一个高压油管）式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行时间-压力控制。油压油泵并不直接控制喷油，而仅仅向共轨供油以维持所需的共轨压力，并通过连续调节共轨压力来控制喷射压力。2、性能特点优点：可实现高压喷射（最高达200Mpa），喷射压力独立于发动机转速，可实现理想喷油规律，具有良好的喷射特性。电控高压共轨喷射系统是柴油机燃油系统的一个发展方向，目前在卡车和轿

5、车柴油机上得到广泛应用，发展速度很快。3、应用国外典型共轨喷射系统：（1）日本电装公司的ECD-U2系统。（2）美国BKM公司的servojet系统。（3）美国Caterpiller公司的HEUI系统。BOSCH电控高压共轨安装示意图二、柴油机电控燃油喷射系统的优点（1）改善低温起动性。（2）降低氮氧化物和烟度的排放。（3）提高发动机运转稳定性。（4）提高发动机的动力性和经济性。（5）控制涡轮增压。（6）适应性广。三、柴油机电控系统的功能（1）燃油喷射控制（2）怠速控制（3）进气控制（4）增压控制（5）排放控制（6）起动控制

6、（7）巡航控制（8）故障自诊断和失效保护（9）柴油机与自动变速器的综合控制1、燃油喷射控制（1）供（喷）油量控制：在起动、怠速、正常运行等各种工况下，ECU根据发动机转速信号、负荷信号和内存控制模型来确定基本供油量，再根据冷却液温度信号、进气温度信号、起动开关信号、空调开关信号、反馈信号等对供油量进行修正。（2）供（喷）油正时控制：ECU根据发动机转速信号、负荷信号和内存的控制模型来确定基本供油量，再根据反馈信号进行修正。（3）供（喷）油速率和供（喷）油规律的控制：ECU以柴油机转速信号、负荷信号作为主控制信号，按预设的程序

7、确定最佳的供油速率和供油规律。（4）喷油压力的控制：ECU以柴油机转速信号、负荷信号作为主控制信号，按预设的程序确定最佳的喷油压力，并对喷油压力进行闭环控制。（5）柴油机低油压保护：柴油机机油压力过低时，ECU根据机油压力传感器信号减少供油量，降低转速并报警；当机油压力降到一定值一下时，则切断燃油供给，强制使发动机熄火。（6）增压器工作保护：ECU根据增压压力信号适当调节供油量，并在增压压力过高或过低时报警。2、怠速控制：主要包括怠速转速的控制和怠速时各缸均匀性的控制。3、进气控制：主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可

8、变配气正时控制。4、增压控制：柴油机的增压控制主要是由ECU根据柴油机转速信号、负荷信号、增压压力信号等，通过控制废气旁通阀的开度或废气喷射器的喷射角度、增压器涡轮废气进口截面大小等措施，实现对废气涡轮增压器工作状态和增压压力的控制，以改善柴油机的扭矩特性，提高加速性能，降低排放和噪声。5