现代柴油机喷射系统

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1、现代喷射技术传统柴油机内可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气七形成与燃烧过程交错在一起。通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。依靠传统的机械控制喷油系统难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求，也不可能满足国际上日益严格的排放控制标准。1柴油机电子控制技术使命电控技术的高速发展为柴油发动机获得更好的动力性能、排放指标与燃油经济性提供了可能，电喷柴油机和电喷汽油机一样有着相同的使命，那就是要满足日趋严格的排放要求，更加节能、高

2、效、实用。电子控制技术的汽油机尽量实现最佳空燃比、最佳点火提前角；同样，柴油机也需要最佳喷油量、最佳喷射正时以及最佳喷射压力控制。1.1最佳喷油量的控制在柴油机中，喷油量是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小，ECU根据发动机的转速和加速踏板位置传感器信息来计算出基本喷油量，然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正，再与来自控制套位置传感器的信号进行反馈修正，确定最佳喷油量。而柴油机冷启动性能和减少颗粒排放是通过预喷射控制来提高，但不同工况预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔也不一样，所以需要可变的预喷射能力。另外

3、，怠速工况的小油量在高的喷射压力下需要有快速断油能力，否则就会使油量增加或油压降低。1.2最佳喷射正时的控制最佳喷油提前角受发动机转速、负荷、冷却液温度、燃油温度、进气温度及压力等多种因素的影响。喷射正时与否将影响活塞到达汽缸上止点前喷入的油量，从而影响汽缸内压力峰值时刻，不在最佳时刻做功本质就是伤害柴油的效能。高的汽缸压力和温度改善了燃油使用经济性，但也会导致NOx形成机理复杂，普遍认为，燃烧气体的温度和氧的体积数，以及其停留在高温高压下的时间是影响增加NOx生成的原因）。柴油机电控系统应能在不同的工况及工作条件下精确地控制喷油

4、提前角，并始终保持在最佳值，以降低燃油消耗和减少排放污染，即在达到排放标准同时选择最具有经济的燃油消耗率的喷射正时是最佳的喷射正时。1.3最佳喷射压力的控制传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有关，柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速或部分负荷条件下容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。这种特性对燃油经济性和排放极为不利。若供油系统具有不依赖转速和负

5、荷的喷射压力控制能力，就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳，使柴油机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优，这种最佳的喷射压力控方式就是独立的喷射压力控制。2现代柴油机喷射技术2.1现代柴油机技术发展状况柴油轿车已有了近70年的历史，现代柴油机技术却只有十几年的历史。受世界范围内对内燃机动力性能、燃油经济性能、排放要求的提高，以及电控燃油系统的发展，20世纪80年代以来，德国博世公司、奔驰汽车公司、英国卢卡斯公司、美国康明斯公司等都竞相开发新产品并投放市场，以满足需求。先后出现电控喷油泵技术、电控泵喷嘴技术和共轨喷

6、射电控燃油系统，共轨系统相对于其它燃油喷射系统具有极大的优越性。这类电控系统又可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统，其中高压共轨式电控燃油喷射系统又最具有优越性。虽然如此该型燃油系统也有不足之处，如整个系统始终处于高压燃油作用之下；各系统易产生变形和漏泄；共轨压力的微小波动仍能造成喷油量欠佳问题；由于油轨压力固定难以实现最佳的喷油规律，较困难、复杂的喷射系统软件优化问题等。但瑕不掩瑜，高压共轨系统以优越的综合性能被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。2.2高压共轨系统的优点高压

7、共轨式电控柴油机是集成先进的机械与电控技术为一体的内燃机，其显著优点如下。a.采用先进的电子控制装置，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，利于柴油机燃烧过程的全程优化；电子控制的压电式执行器开关阀频率高，实现了快速断油能力，其控制精度非常高；高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象。因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善。b.采用高压共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相互影响小，压力大小与发动机的转速无关，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确，共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可

8、确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。c.电控高压共轨结合优化了柴油机喷油规律（接近理想喷油规律），可柔性控制喷油速率变化，容易实现预喷射和多次喷射，并可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力，可同时控制氮氧化物和微粒在较小的数值内，以