電噴柴油發(fā)動機(jī)維修技術(shù)[1]

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1、電噴柴油發(fā)動機(jī)電控高壓共軌系統(tǒng)?一、概述?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(xiàn)就是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開，通過對共軌管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速基本無關(guān)。這一柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新最大限度地降低了柴油發(fā)動機(jī)車型的振動和噪聲，同時(shí)將油耗進(jìn)一步降低，使排放更加清潔。但共軌技術(shù)的噴油壓力低于泵噴嘴系統(tǒng)，一般只能達(dá)到160MPa左右。由于噴油壓力調(diào)節(jié)寬泛，采用共軌技術(shù)的柴油車能更好地適應(yīng)各種工況，起步也不會困難。?第一代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導(dǎo)致

2、燃油的浪費(fèi)和很高的燃油溫度。第一代共軌系統(tǒng)為商用車設(shè)計(jì)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(jī)需求而改變輸出壓力，并具有預(yù)噴射和后噴射功能。帶有控制油量的油泵，噴射壓力能達(dá)到160MPa。即使在壓力較低的情況下，該系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)際狀況提供適量的噴油壓力。不僅有助于降低燃油消耗，而且還可以降低燃油溫度，從而省去燃油冷卻裝置。預(yù)噴射降低了發(fā)動機(jī)噪聲：在主噴射之前百萬分之一秒內(nèi)少量的燃油被噴進(jìn)了汽缸壓燃，預(yù)熱燃燒室。預(yù)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

3、程中進(jìn)行后噴射，產(chǎn)生二次燃燒，將缸內(nèi)溫度增加200～250℃，降低了排氣中的碳?xì)浠衔铩?第三代共軌系統(tǒng)帶有壓電直列式噴油器。2003年，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(jié)構(gòu)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(dá)到180MPa。此套采用新研發(fā)的壓電直列式噴油器的系統(tǒng)使帶預(yù)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(shí)際燃油噴射過程分離。“軌”被作為高壓蓄壓器，其內(nèi)部

4、燃油壓力始終保持與發(fā)動機(jī)具體工況相適應(yīng)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(jī)中。除此之外，共軌系統(tǒng)還提供了更廣闊的擴(kuò)展功能和在燃燒過程設(shè)計(jì)上更多大的自由度，它可以使柴油發(fā)動機(jī)以更低的排放、更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和低噪聲運(yùn)行。電控共軌系統(tǒng)，是國內(nèi)專家一致認(rèn)為目前水平最高、將來會占統(tǒng)治地位的一種電控系統(tǒng)。其噴油器的特殊設(shè)計(jì)，可實(shí)行靈活的多次噴射，且噴射壓力可在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷條件下任意調(diào)節(jié)，給發(fā)動機(jī)帶來的好處是極為理想的指標(biāo)。由于這些因素，電控共軌技術(shù)已普遍為新一代乘用車柴油發(fā)動機(jī)采用。高壓共軌系統(tǒng)示意圖二、共軌噴油系統(tǒng)主要特點(diǎn)?電控高壓共軌噴油系統(tǒng)與傳統(tǒng)的

5、凸輪驅(qū)動的機(jī)械調(diào)節(jié)式噴油系統(tǒng)相比，其與柴油機(jī)匹配的靈活性要大得多，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。?寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域（用于小型乘用車和輕型載重車，每缸功率可達(dá)30kW；用于重型載重車、內(nèi)燃機(jī)車和船舶，每缸功率可達(dá)200kW左右）。?噴油壓力可達(dá)135MPa，甚至更高。?噴油始點(diǎn)可變。?可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射和后噴射。?噴油壓力可隨柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化。三、共軌噴油系統(tǒng)的功能?⑴基本功能?其基本功能是在正確時(shí)刻以精確的數(shù)量和合適的壓力控制燃油的噴射，從而保證柴油機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，并獲得低燃油消耗、廢氣排放和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。?⑵附加功能?附加的控制和調(diào)節(jié)功能用于減少廢氣排放和燃油消耗，

6、或提高安全性和舒適性。例如用來實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)(EGR)、增壓壓力調(diào)節(jié)、車速控制和電子防盜鎖等。普通噴油系統(tǒng)的噴油特性：在普通的噴油系統(tǒng)，例如分配泵和直列泵中，只有主噴射而沒有預(yù)噴射和后噴射，而在電磁閥控制的分配泵中僅可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射。普通噴油系統(tǒng)中壓力的產(chǎn)生和噴油量的計(jì)量是通過凸輪和供油柱塞來實(shí)現(xiàn)的。這種方法對噴油特性來講，會產(chǎn)生下列現(xiàn)象：⑴噴油壓力隨轉(zhuǎn)速和噴油量的增加而升高；⑵噴油過程中噴油壓力上升，但到噴油終了時(shí)又降低到噴油嘴關(guān)閉壓力。因此，會產(chǎn)生下列結(jié)果：⑴小噴油量時(shí)的噴油壓力較低；⑵峰值噴油壓力是平均噴油壓力的兩倍以上；⑶噴油過程曲線近似于三角形，這有利于

7、燃燒完善。峰值噴油壓力對噴油泵及其驅(qū)動裝置構(gòu)件承受的負(fù)荷具有決定性的影響。對普通噴油系統(tǒng)而言，它是燃燒室中混合氣形成質(zhì)量好壞的評價(jià)尺度。四、噴油特性?共軌噴油系統(tǒng)的噴油特性：?對理想的噴油特性，除了普通噴油特性的要求之外，還有下列要求：?⑴對發(fā)動機(jī)的任何一個(gè)工況點(diǎn)，噴油壓力和噴油量的確定都可以是互為獨(dú)立的。?⑵噴油開始初期（即在噴油開始到燃燒開始之間的點(diǎn)火延遲期內(nèi)）的噴油量應(yīng)盡可能小。?帶有預(yù)噴射和主噴射的共軌噴油系統(tǒng)可滿足上述要求燃油噴射的型式?1、預(yù)噴射?預(yù)噴射可在上止點(diǎn)前40°內(nèi)進(jìn)行。如果預(yù)噴射的噴油始點(diǎn)早于上止點(diǎn)前40°曲軸轉(zhuǎn)角，則燃油可能噴到活塞頂面

8、和汽缸壁上使?jié)櫥拖♂尩讲辉试S的程度。