電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)講座1

電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)講座長安大學(xué)汽車學(xué)院蹇小平2010.9.目錄緒論電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用與維修緒論一、傳統(tǒng)柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題1.優(yōu)點(diǎn)1）低油耗。柴油機(jī)熱效率高(達(dá)30%--45%，而汽油機(jī)僅25%--30%)，，同功率的汽油車相比，可節(jié)省25％-30％的燃油。2）低排放。HC和CO排放低于汽油車，CO2排放量比汽油車低30％左右排放少，NOx排放和汽油機(jī)基本相當(dāng)。3）功率大、轉(zhuǎn)矩高。4）故障率低、壽命長。不僅成為各類中型和重型汽車的主導(dǎo)動(dòng)力裝置，也日益成為輕型汽車和轎車的重要?jiǎng)恿ρb置。緒論2.存在的問題1）微粒排放較高2）噪聲較大3）不能滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)4）動(dòng)力性（比功率）不斷提升的要求g/kW.hr*PMscalex10*Year199019921994199619982000200220042006200820100246810121416-43%-12%-29%-30%-43%-56%-33%-80%-86%NOx-95%PM18years13yearsEuro1Euro2Euro3Euro4Euro5Euro0012345678g/kW.hrNOxCOHCPM(x10)EuroIEuro2Euro3-October2001（1999）Euro4-October2006（2004）Euro5-October2008（2007）緒論二、解決方案和途徑1.解決方案1）理想噴射特性預(yù)噴射、初始噴射速率低，主噴速率高，后噴停止速度快2）缸內(nèi)高壓噴射轎車：2000bar，卡車：2600bar以上3）增壓中冷，廢氣再循環(huán)(EGR)提高升功率、經(jīng)濟(jì)性和降低排放4）排氣后處理微粒捕捉器，氧化催化器，NOx催化器2.途徑電子控制：電子控制燃油噴射電子控制可變截面渦輪電子控制廢氣再循環(huán)電動(dòng)進(jìn)排氣門電子控制單元實(shí)現(xiàn)理想的噴油速率是解決柴油機(jī)排放的基礎(chǔ)，配合空氣系統(tǒng)和電子控制，是柴油機(jī)發(fā)展的根本途徑。緒論三、柴油噴射技術(shù)發(fā)展的歷程1986年電控柴油噴射系統(tǒng)（EDC）問世1994年泵噴嘴系統(tǒng)（UIS）開始裝配柴油貨車1997年共軌系統(tǒng)（CRS）開始應(yīng)用于柴油轎車1998年泵噴嘴系統(tǒng)（UIS）開始裝配柴油轎車1999年共軌系統(tǒng)（CRS）開始應(yīng)用于柴油貨車緒論四、電控柴油機(jī)的分類

1、按產(chǎn)生高壓燃油的機(jī)構(gòu)不同分：直列泵、分配泵、噴油泵—噴油器、共軌式。2、按直接控制的噴油量控制方式不同分：1）位置控制：對傳統(tǒng)供油系統(tǒng)中的齒條或滑套的運(yùn)動(dòng)位置由原來的機(jī)械調(diào)速器控制改為微機(jī)控制。第一代電控系統(tǒng)2）時(shí)間控制：保留原來的噴油泵一高壓油管一噴油器系統(tǒng)，也可以采用高速電磁閥直接控制高壓燃油的噴射。第二代電控系統(tǒng)3）時(shí)間－壓力控制：在系統(tǒng)中有一條具有可以獨(dú)立控制的燃油壓力共用油軌（相當(dāng)于蓄壓器）。第三代電控系統(tǒng)緒論五、柴油機(jī)三種電控燃油噴射系統(tǒng)的對比1、位置控制式系統(tǒng)1）直列泵的位置控制式系統(tǒng)緒論緒論緒論2）分配泵的位置控制式系統(tǒng)緒論第一代電控系統(tǒng)特點(diǎn)：間接控制噴油量——位置飼服間接控制噴油定時(shí)——液力系統(tǒng)飼服控制噴射壓力大小控制——取決于原有機(jī)械系統(tǒng)的性能噴油速率控制——取決于原有機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)難度小，改動(dòng)工作量小，成本低，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械混合運(yùn)行，安全可靠；缺點(diǎn)：間接控制，響應(yīng)慢，對發(fā)動(dòng)機(jī)性能改善有限緒論2、時(shí)間控制式電控噴油系統(tǒng)第二代控制系統(tǒng)的包括：電控分配泵、直列泵、泵噴嘴、單體泵等多種類型。緒論1）基于分配泵的電控系統(tǒng)緒論緒論2）基于直列泵的電控系統(tǒng)緒論緒論系統(tǒng)的特點(diǎn)：傳統(tǒng)的齒條被取消；柱塞斜槽被取消，只起加壓的作用；噴油量控制和噴油脈寬完全由電磁閥控制；電磁閥關(guān)閉時(shí)刻決定噴射定時(shí)；電磁閥關(guān)閉持續(xù)時(shí)間決定噴油量；緒論3）泵噴嘴和單體泵系統(tǒng)緒論時(shí)間控制式電控噴油系統(tǒng)控制特點(diǎn)：依靠傳統(tǒng)的脈動(dòng)泵產(chǎn)生高壓；噴油量控制和噴油脈寬完全由電磁閥控制，使傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的機(jī)械裝置發(fā)生了較大變化，噴油控制方式進(jìn)一步變革；電磁閥關(guān)閉時(shí)刻決定噴射定時(shí)；油泵的凸輪轉(zhuǎn)速仍然受到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響；緒論與第一代的差別：采用電磁閥實(shí)現(xiàn)對噴射過程的直接數(shù)字控制，不但可以控制噴油量，而且可以控制噴射定時(shí)，實(shí)現(xiàn)高頻和更加靈活的控制功能；而且可以實(shí)現(xiàn)分缸獨(dú)立控制。第二代電控系統(tǒng)的缺點(diǎn)：（1）仍然依賴于傳統(tǒng)的脈動(dòng)高壓系統(tǒng)，使得高壓噴射的區(qū)間受到凸輪型線的限制，無法實(shí)現(xiàn)大范圍的噴射定時(shí)控制；（2）噴射壓力的大小只和凸輪型線以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，不能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況靈活調(diào)節(jié)；（3）無法實(shí)現(xiàn)靈活的預(yù)噴射和多次噴射。緒論3、壓力－時(shí)間式電控噴油系統(tǒng)（電控共軌系統(tǒng)）1）共軌控制系統(tǒng)的類型中壓共軌—液力活塞增壓噴射系統(tǒng)（HEUI系統(tǒng)）高壓共軌—線圈電磁閥噴油器高壓共軌—壓電晶體噴油器緒論2）液力活塞增壓噴射系統(tǒng)－HEUI緒論緒論緒論3）高壓共軌系統(tǒng)緒論緒論共軌系統(tǒng)的總結(jié)1.共軌壓力反饋控制—PCV/高壓傳感器；2.噴油量、噴射定時(shí)、噴射壓力和噴油速率的綜合控制；3.燃燒噪聲、排放、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的綜合優(yōu)化控制；4.系統(tǒng)最復(fù)雜、制造成本最高、技術(shù)水平最高緒論六、電控發(fā)動(dòng)機(jī)相對機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)優(yōu)勢1、特點(diǎn)全程可變噴油正時(shí)供油量完全電控在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的燃油高壓噴射靈活的噴油方式（噴油壓力可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴)2、優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)及全負(fù)荷范圍內(nèi)最佳燃燒狀態(tài)更好的燃油經(jīng)濟(jì)性更好的冷起動(dòng)性能更好的低速性能及低速排放低噪音排放物中顆粒物氮氧化物含量低緒論七、電控柴油機(jī)在我國各大汽車公司的應(yīng)用我國對電控柴油噴射系統(tǒng)的研究、開發(fā)始于20世紀(jì)90年代，目前還主要集中在對柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究與開發(fā)上。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的