国柴油机的现状及发展趋势.ppt

1 国 柴油机的现状及发展趋势 玉柴机器股份有限公司陈桂开2008年6月北京 2 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 3 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 4 高压共轨燃油系统示意图 博世系统 FIE工作原理 1 低压进油部分 齿轮泵2 持续高压部分 CP3 33 低压回油 润滑 冷却 4 ECU输出轨压控制 闭环 PWM5 ECU输出喷油控制 MV高速脉冲6 安全保护 高压泄油 5 共轨管结构 节流孔压入式每缸一个 高压传感器RDS4 6 共轨高压油泵各接口说明 1 输油泵进油 输油泵出油 至滤清器 高压油出口 高压油泵回油 高压油泵进油 油量控制单元 7 控制器ECU EDC7 接插件1 整车功能 接插件2 传感器 接插件3 执行器 8 控制器ECU功能 发动机部分 喷油方式控制高达4次喷射 现只用2次 喷油量控制预喷油量自学习控制减速断油控制喷油正时控制主喷正时预喷正时正时补偿轨压控制正常和快速轨压控制轨压建立和超压保护喷油器泄压控制轨压Limphome控制 扭矩控制瞬态扭矩加速扭矩低速扭矩补偿最大扭矩控制瞬态冒烟控制增压器保护控制过热保护各缸平衡控制EGR控制辅助起动控制 电机和预热塞 系统状态管理电源管理故障诊断 9 控制器ECU功能 整车部分 档位计算根据车速和发动机转速计算档位用于挂档怠速控制 改善驾驶性车速计算及输出 供仪表和最高车速限制使用怠速和驱动怠速控制挂档时发动机负载加大 采用驱动怠速控制可以实现分档控制此时PID参数和指令怠速转速均发生变化巡航控制 需要时开通此功能 防抖 ASD 控制 改善车辆在挂档起步 急加速和急减速过程的平顺性空调控制根据空调负载调节发动机怠速转速根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开 关控制风扇控制 电风扇驱动控制故障诊断 在线诊断并存储 输出故障码 具有Limp home功能CAN通讯 整车其它控制器和仪表之间的通讯离合器开关 改善驾驶性制动开关油门合理性判断巡航控制关键使能条件 10 BOSCH共轨系统传感器表 11 油门位置传感器 双信号输出 6输出端子 参见下图 质保要求经过资质认证 12 柴油预滤器部件 带油水分离及水位传感器 流量要求7 9L min 更换里程10000 12000公里 或200 250小时 初始过滤效率 99 低压管路的要求 积水杯 手油泵 13 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 14 电控单体泵系统工作原理 15 单体泵系统组成 16 单体泵总成 17 电控单体泵系统示意图 18 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 19 电控直列泵特点 可变供油速率 带RQV K机械调速器 可变供油时刻 可变提前角 适应中国目前的燃油状况 适应传统的整车操作习惯 适应中国的行业维修水平 当电控系统出现故障时 可以在断电情况下当机械泵使用 20 电控直列泵参数 电控直列泵与 型泵结构与性能比较 21 电控直列泵控制逻辑 22 EGR的工作原理 EGR即废气再循环 通过少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧 一方面降低了燃烧时气缸中的温度 另一方面降低了氧气的含量 因NOX是在高温富氧的条件下生成的 故抑制了NOx的生成 从而降低了废气中的NOx的含量 ECU根据发动机的运转工况控制电磁阀适时地打开 少部分废气经EGR阀进入进气系统 参与燃烧 当发动机在冷机 怠速及小负荷运行时 ECU控制废气不参与再循环 避免影响发动机性能 采用发动机的冷却水对参与再次燃烧的废气进行有效冷却 23 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 24 玉柴国3产品介绍 玉柴国3 国4 国5发动机的开发历程 市场销量 2003年7月 玉柴率先推出国内第一台达标欧III的发动机 2006年2月26日 玉柴第1000台国3发动机下线 2006年2月26日 玉柴第一台满足欧4排放标准的发动机正式面世 标志着玉柴在技术上已经同步国际 领先国内 2006年 玉柴销售国III发动机3500台 2007年 玉柴销售国III发动机11000台 国 发动机1000台 截止2007年12月 已有超过6000台玉柴LPG国III发动机在广东 深圳等地使用 2007年12月7日 玉柴第一台满足欧5排放标准的发动机正式面世 2008年1 5月 玉柴销售国III发动机超过2万台 国 发动机超过2000台 25 玉柴国3产品介绍 玉柴国3系列柴油机主要采用的电控技术路线 1 高压共轨电控系统 BOSCH DELPHI 2 单体泵电控系统 A DELPHIB 成都威特C 亚新科南岳3 电控直列泵 EGR 水冷 目前正在开发之中 26 玉柴国3系列柴油机型谱 9大系列 27 进气流通面积大 进气量增加 排放一致性好 泵气损失降低 效率更高 经济性好 喷油器中置 雾化更均匀 燃烧更易控制 玉柴国3柴油机的核心技术优势 四气门技术 28 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 29 柴油机尾气排放的法规规定 根据北京市 十一五 环境规划和举办奥运会对空气质量的要求 经国务院批准 自2008年3月1日起 凡是注册登记北京牌照的轻型点燃式发动机汽车 最大总质量3 5吨以下的乘用和商用汽油车 均须执行国4排放标准 自2008年7月1日起 凡是注册登记北京牌照的重型压燃式发动机和重型气体燃料点燃式发动机 即柴油和天燃气发动机 的公交 环卫 邮政车辆 执行国4排放标准 并要求安装监控氮氧化物排放的车载排放诊断系统 OBD 自2008年7月1日起 在全国范围内对所有新销售的车辆 汽油 柴油 实施国3排放标准 30 柴油机尾气排放的法规日益严格 31 全方位实现国 排放的路线 机内净化 超高压和超细微孔燃油喷射柔性的喷射控制技术高效低污染的燃烧 其它技术 新型涡轮增压与旁通控制进一步降低机油消耗率 32 柴油机技术的发展 33 柴油机技术的发展 结构上的改善 从自然吸气 到涡轮增压 再到涡轮增压 中冷 EGR 控制策略的改善 从机械控制到电子控制 燃烧过程的改善 从两气阀到多气阀的应用 提高喷油压力 油品的改善 对油品中水份 硫含量等的要求 34 对油品的要求 国3柴油的主要指标参数 35 目录 一 国3柴油机的现状1 国3柴油机的电控技术高压共轨技术电控单体泵技术电控直列泵技术2 玉柴国3柴油机产品二 国3柴油机发展趋势1 柴油机技术发展趋势2 国4 国5柴油机技术路线 36 欧3以后的排放技术途径 37 EGR和SCR技术路线 38 EGR和SCR技术路线对比 油耗和油品敏感性是选择技术方案的重要因素 39 SCR系统的工作原理 NO NO2 2NH3 2N2 3H2O4NO O2 4NH3 4N2 6H2O2NO2 O2 4NH3 3N2 6H2O 40 SCR系统布局图 添蓝泵 添蓝过滤器 添蓝喷嘴 添蓝罐 添蓝液位传感器 4NH3 3O2 2N2 6H2O 41 添蓝泵总成 集成控制器 控制单元接口 溢流阀 添蓝进口 从添蓝罐 过滤器加热器 可选 添蓝出口 到喷嘴 控制单元 DCU 42 添蓝泵的技术参数 无需压缩空气辅助泵的工作流量范围 5kg h 20kg h泵的出口压力范围 4 8bar 5 5bar内部集成化冰功能允许的添蓝液体温度范围 5 70 正常工作的环境温度范围 30 80 最大许用海拔高度 3600米内置添蓝过滤器 43 控制器 DCU 的技术参数 DCU正常工作电压 24VDCU许用的电压范围 16V 32V平均工作电流 4A最大工作电流 15A 使用加热器的情况下 正常工作的环境温度范围 30 80 具有化冰策略 44 添蓝喷嘴 45 添蓝喷嘴的技术参数 喷嘴的流量范围 0 1kg h 6kg h泵的出口压力范围 4 5bar 5 5bar允许的添蓝温度范围 5 70 正常工作的环境温度范围 30 120 最大许用海拔高度 3600米喷嘴线圈电阻 1 1 1 2 46 SCR催化器结构的选择 箱式 直通式 47 SCR系统各部件连接示意图 SCR催化器 氨气催化器 添蓝喷嘴 排温传感器 发动机尾气 发动机冷却水 信号流 添蓝流 加热水 加热水电磁阀 添蓝泵总成 添蓝液位和温度传感器 48 选择SCR方案的优点 降低排放和降低油耗之间无直接矛盾 比欧3发动机降低油耗5 以上 NO2的比例最低 SCR催化器是排气后处理系统中最可靠的系统 对硫相对不敏感 可以使欧3 4 5同发动机平台 对整车的冷却系统没有额外的负担 对机油性能没