柴油发动机电喷技术

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1、柴油发动机电喷技术　　(中国石油工程建设集团公司，XX100011) 　　摘要：文章重点介绍了现代柴油机电控新技术，包括电喷汽油机与电喷柴油机的主要区别、柴油机共轨技术的发展、电喷柴油机与普通柴油机的主要区别、电喷喷油器的工作原理以及应用电喷柴油机注意事项。 　　关键词：柴油机；共轨式电喷；喷油器；新技术 　　中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)03—0365—02 　　过去由于柴油发动机在体积、噪声以及排放黑烟方面的缺陷致使柴油发动机的发展在很长一段

2、时间内受到限制，随着近代电控喷射、共轨、涡轮增压、中冷等技术在柴油机上的应用已经使得柴油机的运用越来越广泛，为使大家对柴油机新技术有一个更清晰的认识，将现代柴油机电控新技术作一介绍。 　　1在电控喷射方面柴油机与汽油机的主要差别 　　大家对电喷汽油机的技术都有一定的了解，而且国内各种资料都有所介绍，电喷汽油机的电控喷射系统控制的是空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机的电控喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出的大小，而柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门拉杆位置)来决定的。因此，基

3、本工作原理是计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号，首先计算出基本喷油量，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，经过处理计算按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运作状态达到最佳。柴油机实现电喷后，排放大大降低，是继机械喷射、增压喷射后的又一里程碑。 2柴油共轨技术的发展 　　柴油机共轨技术经历了三代。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

4、发动机需求而改变输出压力，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再是突然地增加，有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射，产生二次燃烧，将缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢化合物。第三代是压电式(piezo)共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，压电式执行元件像一个在电压下立即就能充电的电容器，其关键元件是陶瓷压电薄膜，它在加上电压以后的0.1ms以内就

5、会发生晶体晶格的畸变。喷油器内30mm长的执行器是由300多层薄膜组成，每层的厚度只有80μm。压电元件加上电压后会膨胀大约40μm，通过杠杆比为1∶1.5的杠杆，使得控制腔回油通道中的阀开启。于是，控制腔内的压力下降，喷油嘴针阀开启。与电磁阀相比，压电执行器具有：没有滞后时间；喷射控制迅速而且精确；可重现性非常好；工作非常稳定等优点；没有了回油管，在结构上更简单，压力从200～2000Pa弹性调节，最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。 3传统柴油机与共轨技术的主要区别

6、 　　传统柴油机主要缺陷是由于柴油机的运转速度很高，其燃油喷射时间很短，只有千分之几秒，并且在喷射过程中高压油管各处的压力随时间和位置的不同而变化，同时由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使得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。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物的排放量，油耗增加。此外，每次喷射循环后，高压油管内

7、的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。 　　共轨技术的应用则克服了传统柴油机的主要缺陷。共轨技术的核心是在由高压油泵、压力传感器和电脑控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。具体过程是由高压油泵把高压燃油输送到油轨，然后才由油轨送入喷油器，所有气缸的喷嘴都连接着油轨，油轨里始终有恒定的压力(一般在180MPa)，电控单元ECU根据负荷转速等信号确定应有的喷射压

8、力和喷油时刻从而控制喷油器的开启。其特点是可以自由控制喷油量和压力、自由控制喷油速率和喷油正时。通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化而造成的压力波动，从而克服了传统柴油机燃油压力变化的缺陷。 　　柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善噪声、燃油消耗