共轨系统由于采用高速电磁阀,所以可以在压缩行程中实现多次喷射
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发布时间：2024-10-19 21:40
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时间：2024-11-29 10:01
共轨式电控油喷射技术的原理
熟积压柴油机的人都知道，燃烧过程是其“心脏”，而喷油系统对燃烧过程及其工作品质，特别是对污染物的排放种类及数量起着重要的作用。因此，对柴油机喷油系统的研究一直成为研究者们的关注热点。一般认为，柴油机喷油技术经历了传统的纯机械操纵式喷油和现代的电控操纵式喷油这两个发展阶段。而现代电控喷油技术的崛起，则应归功于计算机技术和传感检测技术的迅猛发展。目前电控喷油技术已从初期的位置控制型发展到时间控制型。共轨式电燃控燃油喷射技术正是属于后者。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并画于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。这一系统主要由电控输油泵、共轨(恒压蓄油箱)、高速电磁开关阀、喷油器、电子控制装置(ECU)及各类传感器等组成。按照喷油高压形成的不同，目前共轨式电控燃油喷射系统有两种基本形式，即高压共轨式和中压共轨式。在高压共轨系统中，输油泵为高压泵(压力在120MPa以上)，它直接产生高压燃油后输送至共轨中消除压力的脉动，再分送到各个喷油器。当电子控制装置按需要发出指令信号后，高速电磁阀(响应在200μs左右)迅速打开或关闭，进而控制喷油器工作，亦迅即按设定的要求把高压燃油喷出或停喷。与之相比，在中压共轨系统中，输油泵为中压输油泵(压力在10～13MPa)，它是将产生的中压燃油送至共轨中消除压力的脉动，再分送至带有增压柱塞的喷油器中。当高速电磁开关阀接受到电子控制装置发送的指令信号后，就迅速开启或关闭，从而控制喷油器工作，迅即通过增压柱塞的增压作用，把从共轨中来的中压燃油加压至高压(120～150MPa)后喷出或停喷。
可见，高压共轨系统与中压共轨系统的主要差别在于高压燃油的获得方式不同。前者由高压燃油泵直接提供，而后者则借助于增压柱塞增压后获得。
由于共轨式电控燃油喷射技术较其他技术相比，具有着鲜明的特点，近10年来在世界发达国家，如美国、德国、日本和英国发展都十分迅速。现在该项新技术在国外以柴油机提供动力的汽车上已开始投入使用。这是世界汽车工业为满足日益严格的废气排放标准的必然趋势二、共轨式电控燃油喷射技术的特点与现状
柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低染油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：
1.采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化。
2.采用区轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。
3.高速电磁开关频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律，改善其性能和降低废气排放提供了有效手段。
4.系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求，尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配，因而市场前景看好。
正是由于共轨式电控燃油喷射技术具有上述的特点，所以该技术一经问世，就得到世界上大多数柴油机制造厂商的青睐，其中，高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。现在国内外许多内燃机方面的专家学者都在致力于该项新技术的研究，并着手开发新一代的高压共轨系统产品及其与之配套的产品。特别是由于世界上像德国Bosch公司、Daimler-Benz公司；美国BKM公司、Caterpillar公司；日本Denso公司和英国Lucas公司这些有影响力的大公司的积极投入，近几年来共轨式电控燃油喷射技术的研究与开发又有了新进展。目前，这一技术的研究与开发热点在于：(1)如何解决高压共轨系统的恒高压密封问题；(2)如何解决高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；(3)如何解决高压共轨系统的多MAP(三维控制数据表)优化问题；(4)如何解决微结构、高频响电磁开关阀设计与制造过程中的关键技术问题。三、共轨式电控燃油喷射技术对环境保护的促进作用
如上所述，柴油机所排放的废气对人类居住的地球环境的破坏作用是非常之大的。这主要是柴油机所排放的尾气中的几种主要成份，如CO、HC、NOX及碳黑颗粒均对人的健康起着危害作用，同时也严重影响着整个生态环境的平衡。因此要有效减少柴油机的废气排放及净化问题，就必须对其燃烧过程加以精确的控制。这也是人们开发柴油机共轨式燃油喷射技术的初衷。
共轨式燃油喷射技术的现有研究结果表明：喷油压力越高，燃油雾化后颗粒就越细，排放的有害气体和颗粒就越少；预喷射油量的可控是达到噪声和尾气排放水平要求的关键，因为在主喷射之前某一定时精确喷入1～2mm3的预喷油量，会使燃烧室迅速加热，可缩短随后开始的主喷射的着火延迟期，于是温度与压力上升减缓，从而降低了燃烧噪声水平和NOX的量；喷油速率是柴油机燃烧的最重要的参数之一，利用预喷射可以获得初期较低的喷油速率以及平缓的喷油开始，这是降低NOX所必须的；后喷能降低碳黑颗粒的形成量，因为后喷可以提高燃烧室内的气体温度，增强碳黑的烧除能力。
显然，共轨式燃油喷射技术有助于减少柴油机的尾气排放量，以及改善在噪声、燃油消耗等方面的综合性能；它在有利于地球环境保护的同时，也必将促进柴油机工业、汽车工业及与之相关工业的向前发展。
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时间：2024-11-29 09:58
