柴油机电子控制技术-高压共轨策略

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1、课题的研究意义车用发动机是能源消耗的大户，是环境污染的罪魁祸首之一，内燃机对环境的污染问题已不容忽视。石油能源危机及严重的环境污染，对柴油机这一主要移动式动力装置的燃油经济性和排放指标提出了近乎苛刻的要求，国际内燃机界不停的在寻找实现汽车工业可持续发展的途径。由于排放控制技术的发展，柴油机在车用动力中占据着越来越重要的地位。人们也逐渐认识到柴油机是当今保持汽车大批量、低成本生产中，解决环保与节能双重压力的最有效、最经济的手段之一。大量的实验研究及实践表明，柴油机采用电子控制技术后，由于其控制精度高、控制自由度大、控制功能齐全，

2、故能实现整个运行范围内参数优化，不仅能改善排放，改善经济性，还可有效地改善低速性能，改善低温启动和怠速性能，以及改善操作性能，从而也改善了汽车的舒适性。因此，无论是欧洲排放更清洁的经济型轿车的开发，还是美国的“新一代汽车合作计划(PNGV)”，都无一例外的将柴油机作为最佳的选择方案，L3轿车(百公里油耗3L)的开发成功，则标志着柴油机技术的又一次飞跃。现在，国外在柴油机方面已普遍采用电子控制技术，直喷式高压喷射技术，以及增压，特别是增压中冷、废气再循环技术和四气门技术。电子控制共轨喷射技术也已进入实用阶段，并且正在迅速的推广应

3、用。而在国内，我们的柴油机产品的质量一般不高，车用柴油机的水平还相当落后。为使我国的内燃机工业实现可持续发展，就必须在新技术方面加大人、财、物的投入，在这中间，柴油机采用电子控制技术，特别是电控共轨式燃油喷射技术已势在必行。国内电控柴油机喷射技术的发展随着国外柴油机电控技术的飞速发展，国内电控喷油系统也日益得到重视，虽然起步较晚，但目前己取得可喜的成果。初期的工作主要集中在电控调速器和电控提前器上，目前己涉及到电控泵一管一阀一嘴系统、电控泵一喷嘴系统和Sevrojct电控喷油系统。20世纪90年代初，清华大学的欧阳明高对时间控

4、制式的泵一管一嘴系统进行研究，并开发出泵一管一阀一嘴电控系统。与此同时，贵航集团红林机械公司和美国BKM公司合作，己开始批量生产中低压压力的电磁阀和斜盘式柱塞泵。一汽集团与吉林工业大学进行了电控泵一喷嘴系统的研究开发工作。天津大学与山东龙口油泵油嘴股份有限公司合作，以斯太尔6缸水冷增压柴油机为对象，开发出具有预喷射和快速断油功能的esvrojet电控喷油系统。无锡油泵油嘴技术研究所引进美国BKM公司技术，开发出六缸柴油机的esvrojet电控喷油系统。北京理工大学于1996年开发出带单极阀的Sevrojet电控泵一喷嘴系统，目

5、前正在开展电控蓄压式共轨喷油系统与高压共轨式电控喷油系统的研究工作。但是从总体上讲，我国的柴油机电喷技术仍滞后于世界上许多发达国家，主要在四个方面急需加强。(1)高速高压电磁阀是关键部件，国外己达.027ms的开闭周期，而我国仍处于研制阶段，所涉及到电工材料、微电子技术方面的问题较难解决。(2)在共轨式喷油系统中，供油泵的供油量控制尚缺少灵敏的控制机构，因此在供油过程中油压与油量的脉动变化仍制约着供油量的准确性。高小娟:柴油机电控共轨系统的控制技术(3)在执行机构的开发研制上，仍限于传统的机械装置，未能从根本上向机电一体化和微

6、电子化方向发展。(4)共轨油道中的控制油多以中、高压为主，因此许多工作部件因为润滑不当使磨损加剧，影响密封面泄漏增加，在产生泄漏后降压不可避免;今后对加强密封、防止泄漏最佳材料的研究有待于加强。【1】高小娟.柴油机电控共轨系统的控制策略.大连理工大学.2005年12月6日1．2．4未来柴油机电控燃油喷射系统的发展随着柴油机电控喷油技术的不断发展和完善，电控燃油喷射系统的形式种类也越来越多。由于排放法规的要求越来越严格，各种不同的电控系统也都有其各自的优缺点，究竟哪一种类型的电控燃油喷射系统是最具潜力的、综合性能指标相对优越的，

7、则需要对各种型式的喷油系统进行比较。德国发动机和涡轮联合有限公司研制了共轨式喷油系统，并对其与常规的直列泵供油系统、单体泵喷油系统和泵喷嘴喷油系统进行了比较，研究结果表明，最佳的喷油系统是共轨式喷油系统。1993年，Daimler-Benz公司为了选择最有潜力适用于未来一代轿车柴油机的喷油系统，对各种柴油机喷油系统进行了一次比较。为了在电磁阀控制的泵喷嘴、电磁阀控制分配泵和共轨喷射系统之问做出选择，对泵喷嘴进行了长达8年的分析研究，发现改善噪声和满足未来排放限制的关键在于预喷射，而且在使用电磁阀控制泵喷嘴时，仅在很有限的范围内

8、才可能出现预喷射油量的稳定。供油泵凸轮既限制了对喷油始点进行调整，也限制了可调的预喷射小油量。为了达到小的预喷油量，使用电磁阀控制分配泵，在有限的转速范围内实现预喷射是可能的，但在柴油机整个负荷和转速范围内不可能满足要求，其困难在于凸轮轴转角的振动(供油时由传动扭矩产生)影响