共軌式電控噴油系統(tǒng)

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1、★柴油機共軌式電控燃油噴射技術(shù)產(chǎn)生的背景:隨著世界各國工程機械、運輸車輛等數(shù)量增加，柴油機排放的尾氣已經(jīng)成為對地球環(huán)境的主要污染原因之一，如何采取措施保護人類賴以生存的地球環(huán)境已是當(dāng)務(wù)之急。我國從80年代起相應(yīng)制訂了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，將環(huán)境保護作為大事來抓。與此同時，世界各國也已開始尋找和探究其他方法和采取其他有效的技術(shù)措施主動地減少和控制污染物的排放。共軌式電控燃油噴射技術(shù)正是從眾多方法和措施中脫穎而出的一項較為成功的控制柴油機污染排放的新技術(shù)?！　〔裼蜋C高速運轉(zhuǎn)時，柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒。實驗證明，噴射過程中，高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。柴油的可壓縮性質(zhì)和高壓

2、油管中柴油的壓力波動，使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在噴射時之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達到令噴油器針閥開啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象。由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳?xì)浠衔?HC)的排放量，并使油耗增加。此外，每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化，隨之引起不穩(wěn)定的噴射，尤其在低速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象。嚴(yán)重時不僅噴油不均勻，而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機燃油壓力變化所造成的缺陷，現(xiàn)代柴油機采用了一種稱之為“共軌”的電噴技術(shù)?！锸裁词枪曹壖夹g(shù)？共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器

3、和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(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(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管）壓力和電磁閥開啟時間的長短。?★共軌式電控噴油系統(tǒng)?按照噴油高壓形成的不同，共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)有兩種基本型式，即高壓共軌式和中壓共軌式。?　(1)高壓共軌系統(tǒng)。高壓輸油泵(壓力在120MPa以上)直接產(chǎn)生高壓燃油后，輸送至共軌中消除壓力的脈動，再分送到各

4、噴油器；當(dāng)電子控制裝置按需要發(fā)出指令信號后，高速電磁閥(響應(yīng)在200s左右)迅速打開或關(guān)閉，進而控制噴油器工作，即按設(shè)定的要求噴出或停噴高壓燃油。　　(2)中壓共軌系統(tǒng)。中壓輸油泵(壓力為10-13MPa)將中壓燃油輸送到共軌中消除壓力的脈動，再分送至帶有增壓柱塞的噴油器中；當(dāng)高速電磁閥開關(guān)閥接收到電子控制裝置發(fā)送的指令信號后，就迅速開啟或關(guān)閉，從而控制燃油器工作，迅即通過高壓柱塞的增壓作用，將從共軌中來的中壓燃油加壓至高壓(120-150MPa)后噴出或停噴?！　「邏汗曹壪到y(tǒng)與中壓共軌系統(tǒng)的主要判別在于，高壓燃油的獲得方式不同；前者由高壓燃油泵直接提供，而后者則借助于增壓柱塞增壓后獲得

5、。?其典型代表有日本電裝公司的高壓共軌式噴油系統(tǒng)ECD--U2，英國LucasVarity公司的LDCR型高壓共軌噴油系統(tǒng)，德國Benz公司的OM611柴油機上的電控高壓共軌噴油系統(tǒng)，美國BKM公司的Servojet共軌蓄壓式電控噴射系統(tǒng)，美國Caterpillar公司的HEUI共軌液壓式噴射系統(tǒng)?！锔邏汗曹壪到y(tǒng)的工作原理：?高壓共軌系統(tǒng)是一種全新概念的噴油系統(tǒng)，給人耳目一新的感覺。它可以全方位的改進柴油機性能，使得其成為目前柴油機研究領(lǐng)域的一大熱門方向。其組成主要包括高壓泵、帶壓力調(diào)節(jié)閥的共軌管、帶電磁閥的噴油器、電控單元和各種傳感器。?低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵，高壓油泵將燃油加壓

6、送入高壓油軌，高壓油軌中的壓力由電控單元根據(jù)油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進行調(diào)節(jié)，高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管，根據(jù)機器的運行狀態(tài)，由電控單元從預(yù)設(shè)的map圖中確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期，由噴油器將燃油噴入氣缸?！锶毡倦娧b公司的ECD-U2共軌噴油系統(tǒng)日本電裝（Denso）公司率先在上世紀(jì)九十年代初推出了名為ECD-U2的共軌燃油噴射系統(tǒng)。ECD-U2共軌噴油系統(tǒng)由高壓供油泵、共軌、噴油器以及控制這些部件的電子控制單元和各種傳感器等組成（如圖1）。系統(tǒng)利用泵控制閥改變高壓供油泵的燃油出油量來控制共軌壓力，共軌壓力根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷和轉(zhuǎn)速確定的數(shù)值而調(diào)節(jié)。泵控制閥與燃油壓力傳感器相

7、結(jié)合進行共軌壓力的閉環(huán)控制?！锔邏汗曹壪到y(tǒng)的特點：?1.共軌系統(tǒng)中的噴油壓力柔性可調(diào)，對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機綜合性能。?2.可獨立地柔性控制噴油正時，配合高的噴射壓力（120Mpa～200MPa），可同時控制NOx和微粒在較小的數(shù)值內(nèi)，以滿足排放要求。?3.柔性控制噴油速率變化，實現(xiàn)理想噴油規(guī)律，容易實現(xiàn)預(yù)噴射和多次噴射，既可降低柴油機NOx，又能保證優(yōu)良的動力性和經(jīng)濟性。?4.由電磁閥控制噴油，其控制精