柴油機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展模板

柴油機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展資料內(nèi)容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。目錄1 前言 32 電子控制柴油機概述 42.1 何謂電噴柴油機 42.2 柴油機電子控制技術的發(fā)展狀況 52.3 柴油機電子控制技術的目的及優(yōu)點 62.3.1 柴油機電子控制技術的目的 62.3.2 柴油機電子控制技術的優(yōu)點 62.4 柴油機電控技術的特點 72.4.1 柴油機是一種熱效率比較高的動力機械 72.4.2 柴油機的噴射系統(tǒng)形式多樣 72.5 電控柴油噴射系統(tǒng)分類 72.5.1 位置控制系統(tǒng) 82.5.2 時間控制方式 92.5.3 時間－壓力控制方式 92.5.4 壓力控制方式 103 電子控制柴油機技術介紹 103.1 單體泵技術 113.1.1 單體泵控制油路 123.1.2 單體泵系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢 123.2 泵噴嘴技術 133.3 高壓共軌技術 154 柴油機電子控制技術的發(fā)展趨勢 174.1 高的噴射壓力 174.2 獨立的噴射壓力控制 174.3 改進柴油機燃油經(jīng)濟性 174.4 獨立的燃油噴射正時控制 174.5 可變的預噴射控制能力 184.6 最小油量的控制能力 184.7 快速斷油能力 184.8 降低驅動扭矩沖擊載荷 185 結論 196 參考文獻 20摘要柴油機的發(fā)展水平一直是車輛發(fā)展水平的重要標志,隨著國家對環(huán)保的重視和國際石油價格高漲,中國應對柴油機的發(fā)展引起足夠重視。車用柴油機面臨著日趨嚴格的排放法規(guī)和降低燃油消耗率等要求,采用電子控制技術是使柴油機同時滿足各種要求的有效手段,而電控單元是整個控制系統(tǒng)的核心,其中的硬件和控制軟件設計是否合理將對整個控制系統(tǒng)產(chǎn)生決定性的影響。車用柴油機的結構比較復雜,特別是新興的電子控制技術,對于廣大汽車駕駛與維修人員來說有著十分重要的意義。文章介紹了柴油機電子控制技術的發(fā)展狀況、控制原理和應用特點及高壓共軌技術的工作原理、研究方向、應用前景。關鍵詞:柴油機電子控制發(fā)展前言隨著汽車電子技術日趨完善,時至今日,汽車電子化已達到相當高的程度。柴油機發(fā)展越來越完善,以它的高效、功率范圍寬廣,已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍用和民用等領域。隨著柴油機數(shù)量的不斷增多,也引起了人們對柴油機燃油經(jīng)濟性和排放性能的關注,特別是當今排放性能已經(jīng)被提到首要位置。因此人們也一直在不斷地致力于完善柴油機的性能,以期得到好的排放性、經(jīng)濟性、動力性及低噪聲,保持一個人類賴于生存的良好環(huán)境。影響柴油機排放性、經(jīng)濟性的因素很多,而且相當復雜。改進柴油機的排放性能、經(jīng)濟性能最主要的手段是改進燃燒性能,這在實踐中葉得到了證實?？刂迫紵阅艿淖钪饕姆椒ㄓ袃煞N:一是合理組織燃燒室內(nèi)的渦流;二是采取燃燒室內(nèi)燃油高壓噴射。另外,還能夠經(jīng)過控制燃油噴射率以改進燃燒性能。因為燃油噴射率對NOx、黑煙、噪聲的影響也很大。在低負荷時,降低平均噴射率能夠降低NOx的排放;而在高負荷時,相對提高平均噴射率則有助于減少黑煙。噴射初期的噴射率是決定預混合氣量的重要因素之一,為了降低NOx和噪聲,噴射初期希望噴射率低一些。噴射中期,為了降低黑煙,則希望噴射率高一些,而噴射后期則希望盡量短,噴油提前角對柴油機的排放性和經(jīng)濟性影響也較大。而且影響結果有時是相互矛盾的。比如,噴油提前角增大,HC排放量減少,但又增加了NOx的排放量。因此,現(xiàn)代直噴式柴油機燃油噴射系統(tǒng)必須具備以下要求:a．具有高的噴射壓力,且壓力靈活可調(diào);b．能夠精確控制噴油定時和噴油量;c．能夠最優(yōu)控制燃油噴射率;d．斷油干脆。而要同時達到以上要求,傳統(tǒng)的依靠凸輪機構組成的噴油系統(tǒng)是無法達到的。因此必須采用電子控制式柴油機噴油系統(tǒng)。電子控制柴油機概述何謂電噴柴油機采用電子控制燃油噴射及排放的柴油機即為電噴柴油機。電噴柴油噴射系統(tǒng)由信號輸入裝置(傳感器)、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行元件三大部分,如圖2-1所示。圖2-1柴油機電控系統(tǒng)的組成其任務是對噴油系統(tǒng)進行電子控制,實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉速、油門踏板位置、噴油時刻、進氣溫度、進氣壓力、燃油溫度、冷卻水溫度等傳感器,將實時檢測的參數(shù)同時輸入計算機(ECU),與已儲存的設定參數(shù)值或參數(shù)圖譜(MAP圖)進行比較,經(jīng)過處理計算按照最佳值或計算后的目標值把指令送到執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)ECU指令控制噴油量(供油齒條位置或電磁閥關閉持續(xù)時間)和噴油正時(正時控制閥開閉或電磁閥關閉始點),同時對廢氣再循環(huán)閥、預熱塞等執(zhí)行機構進行控制,使柴油機運行狀態(tài)達到最佳[1]。柴油機電子控制技術的發(fā)展狀況柴油機電子控制技術始于20世紀70年代,20世紀80年代以來,英國盧卡斯公司、德國博世公司、奔馳汽車公司、美國通用的底特律柴油機公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車公司及小松制作所等都競相開發(fā)新產(chǎn)品并投放市場,以滿足日益嚴格的排放法規(guī)要求。由于柴油機具備高扭矩、高壽命、低油耗、低排放等特點,柴油機成為解決汽車及工程機械能源問題最現(xiàn)實和最可靠的手段。因此柴油機的使用范圍越來越廣,數(shù)量越來越多。同時對柴油機的動力性能、經(jīng)濟性能、控制廢氣排放和噪聲污染的要求也越來越高。依靠傳統(tǒng)的機械控制噴油系統(tǒng)已無法滿足上述要求,也難以實現(xiàn)噴油量、噴油壓力和噴射正時完全按最佳工況運轉的要求。近年來,隨著計算機技術、傳感器技術及信息技術的迅速發(fā)展,使電子產(chǎn)品的可靠性、成本、體積等各方面都能滿足柴油機進行電子控制的要求,而且電子控制燃油噴射很容易實現(xiàn)。實際上,柴油機排氣中CO和HC比汽油機少得多,NOx排放量與汽油機相近,只是排氣微粒較多,這與柴油機燃燒機理有關。柴油機是一種非均質燃燒,可燃混合氣形成時間很短,而且可燃混合氣形成與燃燒過程交錯在一起。經(jīng)過分析柴油機噴油規(guī)律得到:噴入燃料的霧化質量、汽缸內(nèi)氣體的流動以及燃燒室形狀等均直接影響燃燒過程的進展以及有害排放物的生成。提高噴油壓力和柴油霧化效果、使用預噴射、分段噴射等能夠有效的改進排放。經(jīng)過多年的研究和新技術應用,柴油機的現(xiàn)狀已與以往大不相同?，F(xiàn)代先進的柴油機一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術,在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破,達到了汽油機的水平。隨著國際上日益嚴格的排放控制標準(如歐洲Ⅳ、Ⅴ標準)的頒布與實施,無論是汽油機還是柴油機都面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),解決的辦法之一是采用電子控制燃油噴射的技術?，F(xiàn)在,柴油機電子控制技術在發(fā)達國家的應用率已達到60%以上。柴油機電子控制技術的目的及優(yōu)點柴油機電子控制技術的目的優(yōu)化動力性、改進燃油使用經(jīng)濟性、控制排放,使柴油機從怠速至額定轉速范圍內(nèi)均能獲得最佳工作狀況,防止可能發(fā)生的危險運行狀況,延長零件的使用壽命。柴油機電子控制技術的優(yōu)點(1)具有多功能的自動調(diào)節(jié)性能工程機械用柴油機的運轉工況是多變的,而且對油耗、排放和可靠性等要求較高。自動控制技術應用于柴油機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正好能夠實現(xiàn)多功能的自動調(diào)節(jié),從而保證柴油機動力性、燃料使用經(jīng)濟性、可靠性和操作方便性等性能充分發(fā)揮。(2)減輕質量、縮小尺寸、提高柴油機的緊湊性對于現(xiàn)代高速柴油機而言,由于驅動噴油泵的扭矩較大,要設計一個緊湊和可靠的供油提前自動調(diào)節(jié)器很復雜,而且在柴油機總體布置上也比較困難。采用自動控制技術解決供油提前角自動調(diào)節(jié)問題,不但能夠容易地解決上述難題,而且提高了柴油機的緊湊性。(3)部件安裝連接方便,提高了維修性采用自動控制系統(tǒng),相關部件尺寸減小(特別是燃油供給系統(tǒng)),安裝部位免受空間位置的約束,連接簡便,有利于柴油機日常維護及修理。(4)擴展了故障診斷、聯(lián)絡等功能采用自動控制系統(tǒng),可方便地與微型計算機相連,很容易實現(xiàn)柴油機性能檢測與故障診斷功能,柴油機運行及檢測數(shù)據(jù)的存儲與傳遞等問題也迎刃而解,便于科學管理和使用。(5)使柴油機的動力輸出和負荷得到更精確的匹配隨著工程機械制造技術高速發(fā)展,為了提高自行式工程機械的作業(yè)效能,采用了電噴柴油機,電控自動變速器等自動控制裝置,使自行式工程機械在作業(yè)時,能隨著負荷的變化在一定范圍內(nèi)自動調(diào)整動力輸出、動力傳遞,柴油機的動力輸出和負荷得到更精確的匹配,充分發(fā)揮工程機械作業(yè)效能。柴油機電控技術的特點柴油機電控技術與汽油機電控技術有許多相似之處,整個系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。在電控噴射方面柴油機與汽油機的主要差別是,汽油機的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比(汽油與空氣的比例),柴油機的電控噴射系統(tǒng)則是經(jīng)過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的大小,且柴油機噴油控制是由發(fā)動機的轉速和加速踏板位置(油門、供油拉桿位置)來決定的。柴油機電控技術有兩個明顯的特點:一是柴油噴射電控執(zhí)行器復雜,二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。柴油機是一種熱效率比較高的動力機械柴油機燃油噴射具有高壓、高頻、脈動等特點。其噴射壓力高達200MPa,為汽油機噴射壓力的百倍以上。對燃油高壓噴射系統(tǒng)實施噴油量的電子控制,困難大得多。而且柴油噴射對噴射正時的精度要求很高,相對于柴油機活塞上止點的角度位置遠比汽油機要求準確,這就導致了柴油噴射的電控執(zhí)行器要復雜得多。柴油機的噴射系統(tǒng)形式多樣傳統(tǒng)的柴油機具有直列泵、分配泵、泵噴油器、單缸泵等結構完全不同的系統(tǒng)。實施電控技術的執(zhí)行機構比較復雜,形成了柴油噴射系統(tǒng)的多樣化;同時柴油機需要對油量、定時、噴油壓力等多參數(shù)進行綜合控制,其軟件的難度也大于汽油機。電控柴油噴射系統(tǒng)分類最先出現(xiàn)的是電控噴油泵技術,而后又發(fā)展了電控泵噴嘴技術和高壓共軌噴射技術,后兩種技術是現(xiàn)在最主要的柴油機電控噴射技術。其中,電控泵噴嘴技術的噴油壓力非常高,能夠達到200MPa,而且泵和噴嘴裝在一起,因此只需要很短的高壓油引導部分,泵噴嘴系統(tǒng)也能夠實現(xiàn)很小的預噴量,其噴油特性是三角形的,并采用了分段式預噴射,這是很符合柴油機的要求(大眾公司的TDI發(fā)動機就是使用這種技術)。但電控泵噴嘴技術的噴油壓力受柴油機轉速影響,使用蓄壓系統(tǒng)的高壓共軌技術能夠解決這個問題。它的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng),能達到160MPa。位置控制系統(tǒng)第一代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)也稱位置控制系統(tǒng),它用電子伺服機構代替機械調(diào)速器控制供油滑套位置以實現(xiàn)供油量的調(diào)整。其特點是保留了傳統(tǒng)的噴油泵—高壓油管—噴油器系統(tǒng),只是對齒條或滑套的運動位置由原來的機械調(diào)速器控制改為計算機控制,如圖2-2所示。使控制精度和響應速度得以提高。其優(yōu)點是柴油機的結構幾乎不需要改動,生產(chǎn)繼承性好,便于對現(xiàn)有柴油機進行升級換代。缺點是”位置控制”系統(tǒng)響應慢、控制頻率低、控制自由度小、控制精度還不夠高,噴油壓力也無法獨立控制。這類技術已發(fā)展到了能夠同時控制定時和預噴射的TICS系統(tǒng)。圖2-2第一代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)(常規(guī)壓力電控噴油系統(tǒng))時間控制方式

供油量的”位置控制”特點是用模擬量來控制執(zhí)行元件工作,經(jīng)過對噴油泵油量控制機構的定位來得到所需的供油量。不論采用何種類型的電子調(diào)速器,總是需要由部分機械裝置來完成對噴油泵供油量的調(diào)節(jié),也會降低控制精度和響應速度,因此繼供油量”位置控制”之后出現(xiàn)了”時間控制”。時間－壓力控制方式第二代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)。在電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中,對噴油量的控制采用”時間－壓力控制”或”壓力控制”,用的最多的是”時間－壓力控制”方式,如圖2-3所示。在該系統(tǒng)中,ECU經(jīng)過設置傳感器、電控單元、高速電磁閥和相關電/液控制執(zhí)行元件等,組成數(shù)字式高頻調(diào)節(jié)系統(tǒng),有電磁閥的通、斷電時刻和通、斷電時間控制噴油泵的供油量和供油正時,如圖2-4所示。圖2-3(高壓電控噴油系統(tǒng))圖2-4電/液控柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)壓力控制方式在后期開發(fā)的柴油機電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)中,為降低對供油壓力的要求,噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法實現(xiàn),即噴油量的”壓力控制”方式。噴油器噴孔尺寸一定,噴油時間一定,控制噴油壓力即可控制噴油量;而在增壓活塞和柱塞尺寸一定時,噴油壓力(即增壓壓力)取決于共軌中的油壓,共軌中的油壓是由ECU根據(jù)各種傳感器信號經(jīng)過燃油壓力調(diào)節(jié)閥來控制的,因此將此種噴油量控制方式稱為”壓力控制”方式。在系統(tǒng)中,ECU根據(jù)實際的共軌壓力信號對共軌壓力進行閉環(huán)控制[2]。電子控制柴油機技術介紹20世紀30年代就已經(jīng)有了柴油乘用車,但早期柴油車的發(fā)展源于二戰(zhàn)時期蘇軍T-34坦克的獨特命運——由于T-34坦克采用柴油機,即使中彈也不容易起火,成為戰(zhàn)場上的佼佼者?，F(xiàn)在的中國市場如同早期的國際市場,消費者談到柴油車時,常常會笑言”柴油車最大的好處是不會著火”。但隨著柴油技術日益發(fā)展,人們越來越發(fā)現(xiàn)柴油機的無窮魅力:高扭矩、高壽命、低油耗、低排放,柴油機成為解決汽車能源問題最現(xiàn)實和最可靠的手段。如今歐洲每推出一款新車都會配有柴油發(fā)動機的車型。但一個不爭的現(xiàn)實擺在了我們面前:隨著能源危機,溫室效應的逐漸增加,人們對動力性要求的提高,盡管電子燃油噴射已經(jīng)被廣泛使用,僅僅靠汽油車的解決方案不足以解決這些問題。因此在汽車工業(yè)的腹地——德國一刻也沒有停止對柴油發(fā)動機的研究。瑞風柴油車所搭載的2.5升柴油機是引進韓國現(xiàn)代汽車公司D4BH發(fā)動機,而一汽-大眾的4款柴油乘用車均采用德國大眾與博世公司合作的柴油機,這5款柴油乘用車全部是柱塞泵、泵噴嘴技術。柴油機的優(yōu)點是:省油、環(huán)保、動力強、經(jīng)濟、維修方便,只要解決缺點就具有更大的市場前景,而實現(xiàn)電控柴油機的方案現(xiàn)在看來是一個很好的解決措施。實現(xiàn)柴油控制有三條技術路線圖,分別是單體泵、泵噴嘴和高壓共軌。當前主要的國際汽車配件供應商都在進行著柴油共軌噴射系統(tǒng)的開發(fā),如:博世、德爾福、西門子、電裝公司、VDO和瑪格納-馬瑞利公司,它們是全球主要的共軌噴射系統(tǒng)供應商,而當前在國內(nèi)生產(chǎn)共軌柴油噴射系統(tǒng)的還只有博世一家。下面分別介紹三種技術:單體泵技術,泵噴嘴技術,高壓共軌技術。單體泵技術圖3-1單體泵的外形圖德爾福在重型車上采用單體泵系統(tǒng)。從成本上講,國內(nèi)的發(fā)動機從歐Ⅱ向歐Ⅲ升級時,如果采用單體泵,對發(fā)動機改動非常小,僅以外掛式的凸輪軸箱代替歐Ⅱ發(fā)動機的直列泵就可。當從歐Ⅲ向歐Ⅳ升級時,發(fā)動機機身主體結構依然不變,只要把歐Ⅲ系統(tǒng)里機械式噴油器改成德爾福的電控噴油器,形成雙電磁閥單體泵系統(tǒng),在發(fā)動機整體結構不做大的調(diào)整下,就能夠達到歐Ⅳ的排放水平,單體泵的外形如圖3-1所示,單體泵系統(tǒng)控制如圖3-2所示。圖3-2電控單體泵(EUP)單體泵控制油路在性能方面,當前在國內(nèi)單體泵使用的壓力達到200MPa,當向歐Ⅳ升級,這個壓力能夠達到250MPa。在單體泵上采用了類似于共軌I2C的系統(tǒng)一致性控制,來優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能。在供油控制方面,如果使用雙電磁閥單體泵系統(tǒng),不但能夠對壓力進行控制,還能夠對噴射進行控制,而且還能夠采用多次噴射。它能夠達到歐Ⅳ或者歐Ⅴ的標準。當前,德爾福的雙電磁閥單體泵系統(tǒng)在歐洲大批量生產(chǎn),主要供應給歐Ⅳ標準的發(fā)動機,歐Ⅴ標準的發(fā)動機相關系統(tǒng)正在做開發(fā)工作。單體泵系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢單體泵系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢就是它的可靠性和壽命,這些性能已經(jīng)在歐洲和北美市場上得到了甚至是的實際使用時間、數(shù)百萬輛整車使用的證明。單體泵系統(tǒng)在發(fā)動機使用過程中,能夠保證排放和燃油消耗率低。當前,這種非常強化、非?？煽康男阅芎褪褂脡勖?依然在進一步提高。因此,從德爾福的觀點來看,在技術方面,相信在之前,所有歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商絕大多數(shù)會采用單體泵系統(tǒng)和泵噴嘴技術。德爾福也在研發(fā)以后新的排放法規(guī)所要求的新的系統(tǒng)。泵噴嘴技術優(yōu)良的混合氣是提高柴油發(fā)動機動力性、燃油經(jīng)濟性;降低排放率、噪音率的關鍵因素。這就要求噴射系統(tǒng)產(chǎn)生足夠高的噴射壓力,確保燃油霧化良好,同時還必須精確控制噴油始點和噴油量。而泵噴嘴系統(tǒng)能夠符合上述的嚴格要求。因此,早在19柴油發(fā)動機的創(chuàng)始人Rudolfdiesel先生就提出了泵噴油器概念,設想將噴油泵和噴嘴合成一體,省去高壓油管并獲得高噴射壓力。20世紀50年代,間歇控制泵噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動機就已應用在輪船及卡車上。之后,Volkswagen和RobertBoshAG公司合作研制出適用于乘用車的電磁閥控制泵噴射系統(tǒng),泵噴嘴的結構如圖3-3所示。圖3-3泵噴嘴結構圖及示意圖其中主要部件作用如下:(1)單向閥:發(fā)動機不工作時,防止燃油回流。(2)旁通閥:若燃油內(nèi)有空氣,則經(jīng)過此處排出。(3)節(jié)流孔與過濾器:收集、分離供油管內(nèi)的氣泡。(4)限壓閥1:調(diào)節(jié)供油管內(nèi)壓力大于0.75MPa時打開。(5)限壓閥2:保持回油管內(nèi)壓力在0.10MPa。(6)燃油泵:燃油泵是間歇式葉片泵,其優(yōu)點是在較低發(fā)動機轉速時也可供油。泵體內(nèi)油道使油泵轉子始終處于被燃油浸潤的狀態(tài),從而可隨時輸送燃油,如圖3-4所示。圖3-4燃油泵油路連接圖(7)燃油分配管集成:燃油分配管集成在缸蓋內(nèi)的供油管內(nèi),其功能是等量向各泵噴嘴分配燃油,在此,燃油與受熱燃油混合,并被泵噴嘴強制流回供油管,使供油管內(nèi)流向各缸的燃油溫度一致。所有泵噴嘴被提供相同量的燃油,使發(fā)動機運轉平穩(wěn)。否則,泵噴嘴的油溫將會不同,而且泵噴嘴被提供不同質量的燃油。這將會使發(fā)動機運轉不平穩(wěn)并將在前幾個缸中產(chǎn)生極度高溫,燃油分配管如圖3-5所示。圖3-5燃油分配管(8)燃油冷卻泵:使冷卻液在冷卻環(huán)路中循環(huán)。當燃油溫度達到70℃在國內(nèi)很多的乘用車上使用泵噴嘴,如:寶來TDI、途安TDI和奧迪TDI等。泵噴嘴技術相對于之前的技術(如柱塞泵),已經(jīng)具有明顯改進,而其最大的好處是大大增加了噴油壓力,其渦輪增壓泵噴嘴的噴射壓力都能達到200MPa以上。由于噴射壓力直接影響柴油燃燒做功效率,因此,泵噴嘴的燃燒效率很高。高壓共軌技術”CRDI”是英文CommonRailDirectInjection的縮寫,意為高壓共軌柴油直噴技術,CRDI技術和SDI(自然吸氣直接噴射柴油發(fā)動機)技術、TDI(直噴式渦輪增壓柴油發(fā)動機)技術均為德國博世公司研發(fā)的柴油發(fā)動機技術。共軌系統(tǒng)由高壓泵、噴油管、高壓蓄壓器(共軌)、噴油器、電控單元和傳感器及執(zhí)行器組成。共軌式噴油系統(tǒng)主要的貢獻就是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開,經(jīng)過對共軌管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制,使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉速基本無關。這一柴油發(fā)動機技術的創(chuàng)新最大限度地降低了柴油發(fā)動機車型的振動和噪聲,同時將油耗進一步降低,使排放更加清潔。但共軌技術的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng),一般只能達到160MPa左右。由于噴油壓力調(diào)節(jié)寬泛,采用共軌技術的柴油車能更好地適應各種工況,起步也不會困難。博世公司首家于1997年開始批量生產(chǎn)共軌燃油噴射系統(tǒng)的乘用車,當時博世和奔馳聯(lián)合推出共軌技術柴油奔馳C級別車,而在當時阿爾法羅密歐156也是最早使用高壓共軌的乘用車之一。在國產(chǎn)車中,華泰現(xiàn)代使用的是共軌噴射系統(tǒng)。柴油共軌系統(tǒng)已開發(fā)了3代。第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力,導致燃油的浪費和很高的燃油溫度。第一代共軌系統(tǒng)為商用車設計的,最高噴射壓力為140MPa,乘用車噴射壓力為135MPa。第二代共軌系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機需求而改變輸出壓力,并具有預噴射和后噴射功能。帶有控制油量的油泵,噴射壓力能達到160MPa。即使在壓力較低的情況下,該系統(tǒng)也能夠根據(jù)實際狀況提供適量的噴油壓力。不但有助于降低燃油消耗,而且還能夠降低燃油溫度,從而省去燃油冷卻裝置。預噴射降低了發(fā)動機噪聲,在主噴射之前百萬分之一秒內(nèi)少量的燃油被噴進了汽缸壓燃,預熱燃燒室。預熱后的汽缸使主噴射后的壓燃更加容易,缸內(nèi)的壓力和溫度不再是突然地增加,有利于降低燃燒噪音。在膨脹過程中進行后噴射,產(chǎn)生二次燃燒,將缸內(nèi)溫度增加200～250℃第三代共軌系統(tǒng)帶有壓電直列式噴油器。,第三代共軌系統(tǒng)面世,壓電式(piezo)共軌系統(tǒng)的壓電執(zhí)行器代替了電磁閥,于是得到了更加精確的噴射控制。省去了回油管,在結構上更簡單。壓力從20～200MPa彈性調(diào)節(jié)。最小噴射量可控制在0.5mm3,減小了煙度和NOx的排放。最高噴射壓力達到180MPa,如圖3-6所示。圖3-6壓電直列式噴油器1-電動輸油泵2-燃油濾清器3-回油閥4-回油儲存器5-CP1高壓泵6-高壓控制閥7-共管壓力傳感器(RPS)8-共管9-噴油器10-ECU控制單元11-油溫傳感器12-其它傳感器此套采用新研發(fā)的壓電直列式噴油器的系統(tǒng)使帶預噴和后噴的噴油率曲線范圍更為自由。與其它噴射系統(tǒng)相比,共軌系統(tǒng)把壓力產(chǎn)生與實際燃油噴射過程分離?！避墶北蛔鳛楦邏盒顗浩?其內(nèi)部燃油壓力始終保持與發(fā)動機具體工況相適應的最佳壓力。共軌系統(tǒng)可被輕易地安裝到各類不同的發(fā)動機中。除此之外,共軌系統(tǒng)還提供了更廣闊的擴展功能和在燃燒過程設計上更多大的自由度,它能夠使柴油發(fā)動機以更低的排放、更好的燃油經(jīng)濟性和低噪聲運行。由于這些因素,電控共軌技術已普遍為新一代乘用車柴油發(fā)動機采用[3]。柴油機電子控制技術的發(fā)展趨勢高的噴射壓力為滿足排放法規(guī)的要求,柴油噴射壓力從10MPa提高到200MPa。如此高的噴射壓力可明顯改進柴油和空氣的混合質量,縮短著火延遲期,使燃燒更迅速、更徹底,而且控制燃燒溫度,從而降低廢氣排放。獨立的噴射壓力控制傳統(tǒng)柴油機的供油系統(tǒng)的噴射壓力與柴油機的轉速負荷有關。這種特性對于低轉速、部分負荷條件下的燃油經(jīng)濟性和排放不利。若供油系統(tǒng)具有不依賴轉速和負荷的噴射壓力控制能力,就可選擇最合適的噴射壓力使噴射持續(xù)期、著火延遲期最佳,使柴油機在各種工況下的廢氣排放最低而經(jīng)濟性最優(yōu)。改進柴油機燃油經(jīng)濟性用戶對柴油機的燃油消耗率非常關注。高噴射壓力、獨立的噴射壓力控制、小噴孔、高平均噴油壓力等措施都能降低燃油消耗率,從而提高了柴油機的燃油使用經(jīng)濟性。獨立的燃油噴射正時控制噴射正時直接影響到柴油機活塞上止點前噴入汽缸的油量,