详解柴油发动机高压共轨技术

日期:2016-03-24 / 人气: / 来源:未知

摘要:作用: 高压油泵提将燃油输送到公共供油管,通过控制喷油器将燃油直接喷射到缸内。高压共轨将喷射过程和油压产生完全分开,使供油压力不会受到发动机转速的影响。 优点: 1.高...

作用:


高压油泵提将燃油输送到公共供油管,通过控制喷油器将燃油直接喷射到缸内。高压共轨将喷射过程和油压产生完全分开,使供油压力不会受到发动机转速的影响。


优点:


1.高压共轨系统中的喷油压力柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳喷射压力,从而优化柴油机综合性能。


2. 可独立地柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120MPa~200MPa),可同时控制NOx和微粒(PM)在较小的数值内,以满足排放要求。


3. 柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,既可降低柴油机 NOx,又能保证优良的动力性和经济性。


4. 由电磁阀控制喷油,控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象,因此在柴油机运转范围内,循环喷油量变动小,各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低排放。

代表车型:


1999年年底诞生了装配着3缸共轨柴油发动机的Smart,它的排量只有799mL,最大功率30kW,在1800~2800rpm时输出最大扭矩100Nm。


奔驰推出的E320上安装了第二代共轨发动机,最大功率150kW/1000rpm时输出扭矩250Nm,在1400rpm时即可得到峰值扭矩的85%,在1800~2600rpm的广阔区域内实现500Nm的峰值扭矩。0~100km/h的加速时间只有7.7秒,最高车速243km/h。综合油耗是6.9L/100km,80L的油箱使续航能力达到了1000km。而配有汽油机的E320的综合油耗是9.9L/100km。


技术概括:


在柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒,实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后,使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象,由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷,现代柴油机采用了一种称为共轨的技术。


高压共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射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,通过-对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。


技术原理:


高压共轨系统主要由电控单元、高压油泵、蓄压器(共轨管)、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将燃油加压送入高压油轨(蓄压器),高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节,高压油轨内的燃油经过高压油管,根据机器的运行状态,由电控单元确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入汽缸。

作者:eladyhot


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