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电控柴油机论文生物柴油论文
浅谈柴油机电控高压共轨技术
摘 要:电控高压共轨技术是一种燃油喷射压力与发动机转速无关的供油系统,由高压泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷油压力的产生和喷射过程彼此完全分开。
关键词:柴油机 共轨 喷油 压力 控制
提高柴油机动力性,实现低污染、低油耗的中心任务就是改善柴油机的燃烧过程。也就是要保证组成燃烧过程的进气、喷油、燃烧三要素中的油、气良好混合和在不同工况下满足不同的燃烧和放热要求。其中喷油是最重要的因素。
所谓电控高压共轨技术主要是对喷油过程进行控制,是指在高压泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)
2、组成的闭环系统中,将喷油压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于公共供油管压力和电磁阀开启时间的长短。
一、电控高压共轨柴油机的组成
1、控制系统:
包含了传感器、电脑和执行器。电脑是电控共轨燃油系统的核心部分,它根据各传感器的信息进行综合计算,完成各种处理后,求出最佳喷油时间和最合适的喷油量,并且计算出在什么时刻、在多长的时间范围内向喷油器发出开启压电阀或关闭压电阀的指令,从而精确控制发动机的工作过程。
2、燃油供给系统:
包含了高压供油泵、共轨和喷油器。高压供油泵
3、将燃油加压成高压,输入共轨内,储存在共轨内的燃油在适当的时刻通过喷油器喷入发动机汽缸内。
电控共轨系统中的喷油器是一种非常精密的压电阀,它的开启和关闭由电脑控制。
二、电控高压共轨技术工作原理:
燃油从油箱被电动输油泵吸出后,经油水分离器滤清后,被送入VP分配式高压油泵,这时燃油压力为0.2Mpa。进入VP分配泵的燃油一部分通过高压油泵上的安全阀进入油泵的润滑和冷却油路,流回油箱;一部分进入VP分配式油泵,在VP分配式高压泵中,燃油被加压到135Mpa后,被输送到蓄压器。高压柴油从蓄压器、流量限制阀往高压油管进入喷油器后,又分两路:一路直接进入燃烧室;一路在喷油期间针阀
4、导向部分和控制套筒与柱塞缝隙泄漏的多余燃油一起流回油箱。
在电控高压共轨系统中,由各种传感器及时检测出发动机的实际运行状态,由ECU根据预置的程序进行运算后,确定适合于该工况下的最佳喷油量、喷油时刻、喷油速率模型参数等,ECU发出指令使发动机始终处在最优工作状态,使发动机的动力性、经济性得到有效的发挥,并且可使排放得到最低。
三、电控高压共轨技术主要特点可以概括如下:
1、共轨压力控制
通过控制共轨压力而控制喷油压力,可自由调节喷油压力。电脑利用共轨压力传感器测量燃油压力根据发动机工况调整供油泵的供油量,调整共轨压力。此外,还可以根据发动机转速、喷油量的大小与设
5、定了的最佳值始终一致地进行反馈控制。
2、喷油量调节
以发动机的转速及油门开度信号为基础,电脑计算出最佳喷油量,并控制喷油器的通断时间。
3、喷油频率调节
根据发动机工况的需要,控制喷油频率,包含预喷射、后喷射、多段喷射等。
4、喷油正时调节
根据发动机的转速和喷油量等参数,计算出最佳喷油正时,控制喷油在适当的时刻开启,在适当的时刻关闭等,从而准确控制喷油时间。
三、目前电控高压共轨柴油机的应用情况。
欧洲可以说是柴油车的天堂,在德国柴油轿车占了39%。柴油车已有近70年的历史,而最近10年可以说柴油发动机有了突飞猛进的发展。如:
6、标致公司就有了HDI共轨柴油发动机,德尔福开发了MultecDCR柴油共轨技术。
由于其强大的技术潜力,今天各制造商已经把目光定在了共轨技术第三代----压电式共轨技术,压电执行器代替了电磁阀,于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回油管,在结构是更简单。压力从200—2000bar弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm,减小了烟度和含氮氧化物的排放。
“电控”是指喷油系统由电脑控制,对每个喷油器的喷油量、喷油时刻进行精确控制,能使柴油机的燃油经济性和动力性达到最佳的平衡,而传统的柴油机则是由机械控制,控制精度无法得以保障。
“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高出3倍
7、最高能达到200Mpa(而传统柴油机喷油压力在60--70Mpa),压力大雾化好燃烧充分,从而提高了动力性,最终达到省油的目的。
“共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷油嘴提供同样质量、同样压力的燃油,使发动机运转更加平顺,从而优化柴油机综合性能。而传统柴油机发动机由各缸各自喷油,喷油量和压力不一致,运转不均匀,造成燃烧不平稳,噪音大,油耗高。
现在,国内制造的具有国际先进的电控高压共轨技术的柴油机采用了欧美柴油机的最新核心技术,明显优于传统增压柴油机。它比传统柴油机燃烧效率提高8%、二氧化炭排放低10%、噪音下降15%,彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的现象。
四、结束语
电控高压共轨柴油机实行高压柴油喷射的目的是改善柴油机的燃油经济性和降低排放污染。特别是世界能源日益缺乏和严格的排放法规的实施,驱使柴油机向电控高压共轨技术方向发展。
参考文献:
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