柴油发电机的环保先锋:共轨燃油喷射技术

2025/12/18 15:26:37 康明斯发电机 [news:visits]
柴油发电机的共轨电机控制燃油喷射系统



引言:柴油发电机共轨式电机控制燃油喷射技术性是一种全新的技术,因为他搭载了自动控制技术、当代传感器无损检测技术及其前沿的油泵构造于一身。简单来说就是在从喷油器、传感器和ECU所组成的闭环系统中,将喷涌压力形成和喷涌全过程彼此之间彻底分离的一种供油方式,由喷油器把髙压汽柴油传至公共性供输油管,根据对公共性提供的油管内的汽压完成精准控制,使液压油管压力的大小与发动机转速不相干,能够大幅减少柴油发电机提供的油工作压力随汽车转速的改变,因此也就降低了传统式柴油发电机的不足。



一、共轨汽柴油系统的特性



共轨系统做为柴油机达到国三或更高排放标准最好的选择,由髙压输油泵、高压油轨总程、喷油泵、电子控制单元(下称ECU)和传感器和构成,实际上物外观设计如下图1所显示,结构组成如下图2所显示。在这个系统内,共轨喷油器总程的主要作用是:喷油泵安装于燃烧仓内,依据吸入空气量由电子器件精准控制燃油的喷注量,汽柴油和空气充足做雾化混和,使合乎基础理论喷油量的混合气体均匀的充斥着燃烧仓,意在充分发挥每一滴燃油的全部潜力,此外,因为焚烧充足,能够进一步减少未燃烧气体从汽车发动机里排出来,从而得到较低的排出,在同样时间能进行三次以上的喷涌,来减轻发动机振动和严格的排放要求。

电机控制喷油泵根据阀门控制喷涌剩余油,监控范围压力太大,通过提升喷油压力能确保燃油雾化特性,可以确保汽柴油充分燃烧。在节油的并提供了迅速驱动力。电机控制喷油泵主要负责将燃油雾化,并把定量做雾化汽柴油喷到燃气轮机汽缸的重要部件。伴随着排出要求的提高,燃气轮机对燃油的做雾化水准提出了更高要求。燃油的做雾化水准又和供油系统工作压力息息相关,工作压力越大燃油的做雾化水准就越好。因而,现阶段电机控制共轨系统对喷油泵给出了200MPa之上高压的需求。

电机控制喷油泵操纵定量分析汽柴油是由操纵压力调节腔的工作压力来完成的。在调压阀取消的时时刻刻,该压力调节腔需要一个密闭的空间,该密闭的空间是调压阀密封性构件与流量控制器的密封位置融合所构成,该相接处的承受力为调压阀密封性构件遭受调压阀上弹簧的轴向力。该轴向力规定在调压阀取消的时时刻刻,超过调压阀受到的径向液工作压力。伴随着输出压力的提高到200MPa之上,共轨喷油器髙压腔的密封力要求也越来越高,所以对共轨喷油器流线圈回位弹簧轴向力提出了更高的要求,进而对电磁铁吸力的要求的明显提高。

共轨系统是一个全新的燃油喷射系统,其最大的优点如下所示:

(1)能够实现髙压喷涌与发动机转速不相干,燃油雾化品质高,从而推动汽柴油气体的组合,实现更真正的点燃。

(2)实现了一个点燃循环系统里的数次油泵,提升了燃烧控制的可玩性。

(3)能够调整每一次点火提前角,提升油泵操纵的精度。

(4)采用先进电子器件控制系统及装有快速电磁感应切断阀;

(5)快速电磁感应切断阀频率响应高,操纵灵便;

(6)体系结构移殖便捷,融入范围宽。

二、共轨汽柴油系统的组成



在电机控制共轨系统内,由各种感应器(汽车发动机速度传感器、油门踏板开启度感应器、各种各样环境温度液位传感器等)实时监测出发动机具体工作状态,由小型Cpu依据事先设计方案计算程序执行计算后,定下适宜该工作状态的点火提前角、油泵时间与油泵率实体模型等数据,使发动机自始至终都可以在最好的状态下工作。电机控制共轨式喷油系统的最基本构成是输油泵、ECU、高压共轨和柴油油箱。从性能方面剖析,电机控制共轨系统可分为两大一部分:

1、控制部分

电机控制共轨系统可以分为三大部分:感应器、ECU和执行机构。ECU是电机控制高压共轨喷油系统的核心部分。ECU根据各个传感器信息内容来计算完成所有处理之后,算出最好油泵时间与最理想的点火提前角,而且测算存在于什么时刻、有多长一段时间范畴向喷油泵传出开启或关闭电磁阀命令等,进而精准控制汽车发动机的工作过程。

2、燃料供给系统

燃料供给系统的最基本工作原理是输油泵将汽油充压成髙压,供入高压共轨内;高压共轨实际上是一种汽柴油分派管。保存在高压共轨里的汽柴油在适当的时时刻刻根据喷油泵喷到发动机缸体内。电机控制共轨系统里的喷油泵是一种由阀门控制的喷输油泵,电磁阀开启和关闭由ECU操纵。共轨电机控制燃油喷射系统的构造有如下核心部件:

(1)高压共轨管

高压共轨管将输油泵所提供的髙压汽柴油安排到各喷油泵中,起蓄压器的功效。电子控制系统的供轨管实体图如下图3所显示,构造示比如图4图示。

它容量应减少喷油器的油泵工作压力波动和每一个喷油泵由油泵全过程造成压力波动,使高压油轨里的工作压力起伏保持在5Mpa下。但是其容量又不宜过大,以确保高压共轨有充足的工作压力响应时间以快速追踪柴油发动机工作状况的改变。ECD-U2全面的高压水泵的主要循环系统供油量为600mm3,高压共轨管容积为94000mm3。

共轨管外还安装了液位传感器、液体油压缓冲器(限流器)与压力限位器。液位传感器向ECU给予高压油轨压力数据信号;液体油压缓冲器(限流器)确保在喷油泵发生汽柴油刺漏故障断开向喷油泵的提供的油,同时可减少高压共轨和液压油管里的工作压力起伏;负担限位器确保高压油轨当出现工作压力异常时,立即将高压油轨里的工作压力开展放泄。

从以上剖析由此可见,精准设计方案共轨管的容积和样子适宜确立的柴油发动机是不是那么容易的。

(2)喷油器

喷油器的商品外观设计如下图5所显示,内部构造如下图6图示。喷油器的供油量的设计原则是要确保在任何时候的柴油机的点火提前角和控制剩余油之合的需求及启动和加速时候的剩余油转变的需要。因为共轨系统中喷油压力的产生在燃油喷射全过程不相干,且油泵气门也不由喷油器的凸轮轴来确保,因而喷油器的压油凸轮轴可以按最大扭矩转速最少、接触压力最少也最耐磨损的设计原则设计制作凸轮轴。


(3)电机控制喷油泵

电控系统喷油泵是共轨式供油系统中最重要和最复杂构件,它的功能依据ECU发出来的控制指令,通过调节电磁阀开启和关闭,将高压油轨里的汽柴油以最佳的供油按时、点火提前角和油泵率喷到柴油机的燃烧仓。电机控制喷油泵的构造基本相似,大多是因为传统式喷油泵相近的喷油器、操纵活塞杆、控制量孔、操纵继电器构成,图7为电机控制喷油泵框架图。其工作步骤如下所示:

①在继电器不通电时,继电器关掉操纵活塞杆上方的量孔,高压油轨的燃油压力交换量孔作用于操纵活塞杆上,将喷头关掉;当继电器通电时,量孔打开了,主控室压力迅速降低,操纵活塞杆冉冉升起,喷油泵逐渐油泵;当继电器关闭后,主控室的压力上升,操纵活塞杆下滑关掉喷油泵进行油泵全过程。

②控制住了油泵率样子,需并对进行合理可靠性设计,完成设定的油泵样子。主控室的容积大小取决于针型阀打开时的敏感度,主控室的容积很大,针型阀在油泵结束后不可以实现高效的熄火,使后期燃油雾化欠佳;操作室容量过小,没有给针型阀提供充足的有效行程,使喷涌流程的压损增加,所以对主控室的容积也应依据机型的较大点火提前角选择合适的。针型阀构造放大图如下图8所显示。

③控制量孔尺寸对喷油器的开启和关闭速度及油泵全过程起到决定性的影响。双量孔油路板的三个至关重要形式是进剩余油孔、回剩余油孔和主控室,它们截面尺寸对喷油泵的油泵特性影响很大。回剩余油孔与进油量孔总流量率差值及主控室的容积取决于喷油器针型阀的开启速率,而喷油器针形阀的关上速率由进剩余油孔总流量率及主控室的容积确定。进剩余油孔设计方案应以喷油器针型阀有充足的关掉速率,从而减少喷油器喷涌中后期做雾化不良一部分。

④除此之外喷油器的最低喷油压力在于回剩余油孔和进剩余油孔总流量度及操纵活塞的端口总面积。那么在确认了进剩余油孔、回剩余油孔和操纵室的结构规格后,就确定了喷油器针型阀彻底启动的平稳、最少油泵全过程,与此同时就确定了喷油器稳定较小点火提前角。主控室容积的降低能使针型阀的回应速度相当快,使汽柴油温度对喷油器点火提前角产生的影响比较小。但主控室的容积不太可能不受限制降低,它可以确保喷油器针形阀的升程以便针型阀彻底打开。2个控制量孔取决于主控室里的动态压力,从而决定了针型阀的变化规律,经过细心调整这俩量孔流量系数,能够产生最理想的油泵规律性。

⑤因为共轨喷涌全面的喷涌工作压力很高,所以其喷油器的喷嘴截面不大,如BOSCH企业的喷油器的喷嘴直径约0.169mm×6,在这么小一点喷嘴直径和这么高的喷涌压力之下,燃料流动性处在极端化不稳定状态,油束的喷洒锥度增大,燃油雾化更强,但围绕间距缩小,因此应更改原柴油发电机进气口的涡旋抗压强度、发动机燃烧室构造样子以保证最理想的燃烧现象。

⑥针对喷油泵继电器,因为共轨系统规定它有充足的打开速率,考虑预喷涌是改善柴油发动机特性的关键喷涌方法,操纵电磁阀响应速度更应当减少。

(4)液压油管

液压油管连接着高压共轨管与电机控制喷油泵通道,它应有足够的汽柴油总流量减少汽柴油流动性时候的压力降,从而使髙压管路系统里的工作压力起伏比较小,能够承受髙压燃油的冲击性功效,且起动时高压共轨里的压力迅速创建。各缸液压油管长度应尽可能相同,使发动机每一个喷油泵有相同的喷油压力,从而降低汽车发动机各缸中间点火提前角的误差。各液压油管应尽量短,使从高压共轨到喷油器的压损最少。
三、共轨汽柴油系统的作用和优势



共轨系统最主要的的技术参数是喷油压力,次之是一个点燃周期中最多可油泵次数,在其中提升喷油压力并增加油泵频次的目的在于不同类型的。在每一一个工作循环中进行再次油泵,这在传统喷油系统中是无法实现的。

1、作用

每一次油泵的点火提前角不一样,每次油泵的用处也有所不同。以5次油泵为例子,每一次油泵都有它独特的目的和主要用途,功能分解如下所示。

(1)主导油泵。减少噪音、减少NO(氮氧化物)。

(2)预油泵和主喷油。获得理想化驱动力。

(3)后油泵。减少PM(细颗粒物)排出。

(4)远后油泵。做到排气管后处理装置的工作条件等。

2、优势

共轨系统可通过在传统式喷油系统中无法实现的功能,其优点有:

(1)共轨系统里的喷油压力软性可调式,对于不同工作状况可确定所需要的最好喷涌工作压力,从而优化柴油发动机整体性能。

(2)可自由地柔性控制油泵气门,相互配合强的喷涌工作压力(120MPa-200MPa),可同时控制NOx和颗粒(PM)在比较小的标值内,以适应排放要求。

(3)柔性控制油泵速度转变,实现梦想油泵规律性,容易实现预喷涌和多次喷射,既可以减少柴油发动机NOx,又不影响良好的驱动力和合理性。

(4)由阀门控制油泵,其精度比较高,高压油路二不会有汽泡和电流值为零的情况,所以在柴油发动机运行范围之内,反复点火提前角变化小,各缸提供的油不匀可有所改善,从而减轻柴油机的机械振动减少排出。因为共轨产品具有之上的优势,如今世界各国柴油发动机的研究机构均倾注了很大的精力对它进行科学研究。

3、种类

(1)共轨系统软件

由髙压输油泵(压力在120MPa之上)立即造成髙压汽柴油输送至高压共轨中,一般采用“时长-压力调节”方法,也称为第一代共轨式电机控制燃油喷射系统。

(2)高压共轨系统

由高压输油泵(10~13MPa)将高压柴油传至高压共轨中,选用含有增加功效的喷油泵使喷油压力做到120~150MPa。一般采用“压力调节”方法,都是第二代共轨式电机控制燃油喷射系统。

(3)压阻式共轨系统

共轨系统及高压共轨系统都是属于继电器式共轨系统。压阻式共轨系统运用压电晶体做为控制元件,通过调节喷油泵针型阀的升程(或油泵开始和结束)来达到燃油喷射操纵。压阻式共轨系统被称作第三代共轨式电机控制燃油喷射系统。



汇总:

因为共轨式燃油喷射系统具备能够对油泵按时、油泵持续期、喷油压力、油泵规律性开展软性调节特性,该系统的选用能使柴油发动机的经济性、驱动力和排出特性都有进一步的提高。这就需要加强对共轨系统的研究幅度,使中国的柴油发动机水准跨上一个新的台阶。