高压共轨柴油机共轨油压控制策略

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1、上海交通大学硕士学位论文第四章高压共轨柴油机共轨油压控制策略第四章高压共轨柴油机共轨油压控制策略4.1前言准确的喷油量和喷油正时是柴油机电控燃油喷射系统的核心在高压共轨电控系统中由于采用了压力时间燃油计量方式即燃油喷射量是喷射油压和喷油脉宽共同决定的因此燃油喷射压力控制对柴油机性能具有重要影响是高压共轨电控系统开发的一个关键环节吸油行程压油行程混合气的形成过程是控制和决凸轮升程h定燃烧过程的关键因素要求在极PCV开PCV关PCV开短的时间内燃油能快速地破碎PCV动作雾化吸热气化并扩散至空气中预压行程ToffTon供油行程并与空气混合形成一定浓度的可燃PCVPCVPCV混合气预混合燃烧的燃油量应

2、适吸油回油出油阀供油度减少因此喷油初期速率要减缓柱塞同时要加快中后期的混合速度和吸油行程预压行程压油行程燃烧速度图4-1油泵供油原理图在直喷柴油机中通过提高燃Fig.4-1thetheoryofpump油喷射压力可提高燃油喷射速度加快与空气混合的速度使雾化更/mm均匀不必专门组织进气涡流从而避免了复杂的进气道以及由此造凸轮升程ToffTon成的充量系数的下降在辅以预喷射技术的条件下提高燃油喷射压力可使柴油机保持较高的经济性凸轮转角/am而且NOX排放量不增加图4-2供油凸轮特性燃油喷射的高压化可使燃油Fig.4-2thecharacterofpumpcam喷雾颗粒微细化并促进燃油与空气的混合这

3、对降低PM碳烟的排放非常有效高温富氧和氧与氮在高温中的滞留时间长是影响柴油机燃烧过程中NOX的生成率大小的三要素喷油定时延迟是目前降低NOX的主要措施之一喷油定时延迟减少了预混合燃烧量降低了最高燃烧温度使NOX下降但却会招致燃油消耗率恶30上海交通大学硕士学位论文第四章高压共轨柴油机共轨油压控制策略化和PM的增加而采用高压喷射则可加快混合气的形成与燃烧速度使NOX下降的同时PM与燃油消耗率不致恶化综上所述在与进气系统燃烧室合理匹配的条件下根据柴油机的不同工况精确而灵活地控制燃油喷射压力能有效抑制柴油机的排放降低对缸内空气运动的要求在提高柴油机充气效率改善经济性兼顾高低速性能等方面带来许多有利之

4、处对于适应现代柴油机技术发展的需要是十分必要的4.2控制油压设备的介绍1.高压油管高压油管将供油泵中生成的高压燃油分配到各个气缸的喷油器中去油管上装有压力传感器和压力力限制器如果发生异常高压压力限制器开启使高压油管内压力下降压力传感器用于检测燃油压力作为反馈量2.高压油泵和控制阀控制阀的作用是用于调整高压共轨管内的燃油压力方法是调整供油泵供入共轨内的燃油量所以向控制阀通电和断电的时间就决定了向高压共轨管.供入的供油量当压力控制电磁阀PCV开启柱塞下行时低压燃油从高压泵输油管经由PCV输送到柱塞室当柱塞上升时若PCV是开启状态则被输送的燃油在没有压力增加的情况下经由PCV返回到输油管内当柱塞室内

5、剩余的燃油量为工况需求的油量时PCV关闭即回油通道关闭因而柱塞室中的燃油被压缩升压经过出油单向阀被输送到共轨管中去于是输送的燃油相当于PCV关闭之后当量于柱塞升程的燃油因此供油量或共轨管压力是由调节PCV的通电开始时刻来控制的早关闭可增加供油量晚关闭可减少供油量共轨压力由压力传感器检测后进给ECUECU根据发动机工况确定所需的共轨压力反馈信号控制PCV的动作以使共轨管中的压力稳定在所需值31上海交通大学硕士学位论文第四章高压共轨柴油机共轨油压控制策略PCVoperationmodeswitchNOpen-lpmodeTon_olENGPCVon_actTonClose-lpmodeTon_cl

6、PCVon60amPCVoff_actToffPCVon_strPCVoffTon_strStartmodePCVoff_strToff_str图4-3PCV控制图Fig.4-3thediagramofPCVcontrolmethod4.3燃油喷射压力的控制策略4.3.1燃油喷射压力的控制原理GD-1系统通过控制高压油量的方式控制共轨管内的燃油压力即燃油喷射压力高压油泵的供油原理见图4-1控制器ECU通过压力控制电磁阀PCV以下简称为PCV的开关而控制有效供油量在油泵凸轮的下降段PCV开启柱塞下行柱塞腔内充油此行程称为吸油行程在油泵凸轮的上升段柱塞上行若PCV未关闭则燃油未经压缩就回油不向共轨

7、管供油此段行程称为预压行程当柱塞上行到某一位置时PCV关闭则燃油经压缩后向共轨管供油此段行程称为压油行程压油行程的长短影响到供油量的大小压油行程越长则供油量越大则共轨管内的油压越高即燃油喷射压力越高图4-2为高压油泵凸轮上升段的相位图PCV预压行程与供油行程的和为60度凸轮转角简称为amPCV延迟关闭的角度Toff简称为延迟角度Toff对应于预压行程的长短而PCV持续关闭的角度Ton简称为工作角度