浅析柴油机高压共轨电喷技术.pdf

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1、四川省汽车工程学会成都市汽车工程学会四川省第九届（2009年）汽车学术交流年会浅析柴油机高压共轨电喷技术胡世宇四川教育学院汽车应用技术学院摘要：在无数工程技术人员辛勤的探索和追逐下，柴油机技术得到了不断地开拓和创新，爆发了一个接一个耀眼的辉煌。使柴油机显示了它强大的生命力。现在100%的重型车和近30%的乘用车都是使用的柴油发动机，目前柴油机在汽车、船舶和其它工业领域得到了越来越广泛的应用。不懈的开拓与创新使柴油机的供油系统经历了几次重大的变革。目前已发展到高压共轨电控喷射技术阶段。本文将对柴油机在

2、高压共轨电控喷射技术方面的发展进行浅析。关键词：高压共轨、电控喷射、喷油量控制、喷射正时控制、喷射率控制、预喷、主喷。引言柴油发动机和汽油发动机一样，都是将燃油的化学能转变为机械能的一种装置。转换的方式也都是将燃油和空气在气缸内燃烧释放热量，使气体膨胀推动活塞做功。所以柴油发动机和汽油发动机也都叫做内燃机或热机。在这个过程中，燃油以什么样的方式进入气缸？怎样才能使燃油和空气充分混合？充分燃烧？它直接关系到发动机的动力性能，燃油经济性能和环保性能。这也是发动机技术不断追求和挖掘的一个十分重要的内容。高

3、压共轨电喷柴油机的燃油喷射是一个很复杂的机械、液压、电子系统的联合做业。要适应发动机各种工况下的需求，在进入气缸之前燃油必须经过加压，并在准确的时间以一定的速率分别喷射到每一个气缸内，它是怎样实现的呢？它有什么样的技术优势呢？一、电喷柴油系统的发展及类型自从1892年狄塞尔发明了柴油压燃式发动机以后，无数工程技术人员前仆后继，以永远面向未来的高度责任感去发现和探索时代需求，在他们辛勤的探索和追逐下，柴油机的燃油系统得到了不断地开拓创新。随着计算机技术的发展，柴油机的燃油系统走进了电子时代，使柴油机显

4、示了它强大的生命力。二十世纪七十年代博世公司把电控汽油机喷射技术应用到柴油机上，从而使柴油机的发展和使用进入了一个新纪元。从此柴油机进入了电子时代，它们的燃油系统完全在计算机的掌控下进行工作。计算机技术在不断的发展，柴油发动机电控技术也在不断的发展。目前按其结构电控柴油发动机可分为三种类型：即电控喷油泵型、电控泵喷嘴型和高压共轨电喷型。后两种技术是现在最主要的柴油机电控喷射技术。1、电控喷油泵型二十世纪七十年代，博世公司在本公司生产的VE分配式喷油泵(VE－VerteilerEinspritz-德语

5、)上实施了电控技术,于是电控喷油泵型柴油发动机就这样旦生了。柴油机电控喷油泵型供油系统结构图它还是由高压燃油泵向喷油嘴顺序供油，但喷油正时和喷油量就是由ECU控制了。ECU根据传感器信号操控喷油正时控制阀（TCV）改变正时活塞两边的燃油压力以实现喷油时刻的变化。喷油量的控制也是ECU根据传感器信号操控油量控316四川省汽车工程学会成都市汽车工程学会四川省第九届（2009年）汽车学术交流年会制阀（SPV）改变注塞的有效行程来实现的。它曾经一度得到了很大的应用和发展，后来因高压共轨电控喷射技术的出现逐渐

6、处于劣势，目前也没有厂家生产了，处于淘汰的境地。2、电控泵喷嘴型电控泵喷嘴型是在机械型泵喷嘴柴油机上实现的电控技术。它的每个气缸都有一个由凸轮轴驱动的小型高压燃油泵，因此每个气缸的燃油喷射是独立完成的。喷油时刻和喷油量是由ECU操控电磁阀分别控制各缸燃油喷射泵的进油量来实现的。电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高，可以达到205Mpa，并且泵和喷嘴装在一起，所以只需要很短的高压油引导部分，泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量，其喷油特性是三角形的，并采用了分段式预喷射，这很符合发动机的要求(大众公司的TDI发

7、动机就是使用这种技术)。不足之处是电控泵喷嘴技术的喷油压力受发动机转速影响。电控泵喷嘴的结构国内生产的1.9TDI的宝来轿车就是采用的电控泵喷嘴技术，它的最高喷射压力可达到180Mpa。泵喷嘴供油技术虽好，但燃油压力不能保持恒定，随着排放控制的更加苛刻，就需要既高而又恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制系统，于是众多制造商就把优点更多的高压共轨电喷技术作为柴油发动机的发展方向。3、高压共轨电控喷射型1997年，博世公司与奔驰公司联合开发了共轨柴油喷射系统(CommonRailSystem)。使柴油机

8、技术有了飞跃性的发展，掀开柴油动力的新篇章。它类似于汽油发动机的直喷系统，电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，只不过油轨内的燃油压力高了10－20倍。柴油共轨系统已开发了3代。第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的浪费和很高的燃油温度。第二代可根据发动机需求而改变共轨内的柴油压力，并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降低了发动机噪音：在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃，预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易，缸内的压力和温度不