电控柴油发动机技术讲座1

1、电控柴油发动机技术讲座长安大学汽车学院蹇小平2010.9.目录n绪论n电控柴油发动机结构原理n电控柴油发动机使用与维修绪论一、传统柴油机的优点和存在的问题一、传统柴油机的优点和存在的问题1.优点优点1）低油耗。柴油机热效率高(达30%-45%，而汽油机仅25%-30%)，同功率的汽油车相比，可节省25-30的燃油。2）低排放。HC和CO排放低于汽油车，CO2排放量比汽油车低30左右排放少，NOx排放和汽油机基本相当。3）功率大、转矩高。4）故障率低、寿命长。 不仅成为各类中型和重型汽车的主导动力装置，也日益成为轻型汽车和轿车的重要动力装置。绪论2.存在的问题存在的问题1）微粒排放较高2）噪声较

2、大3）不能满足日益严格的排放标准4）动力性（比功率）不断提升的要求g / k W . h r * PM scale x10 *Y e a r199019921994199619982000200220042006200820100246810121416-43%-12%-29%-30%-43%-56%-33%-80%-86%NOx-95%PM18 years13 yearsEuro 1Euro 2Euro 3Euro 4Euro 5Euro 0012345678g / k W . h rNOxCOHCPM (x10)Euro IEuro 2Euro 3 - October 2001（1999）

3、Euro 4 - October 2006（2004）Euro 5 - October 2008（2007）绪论二、解决方案和途径二、解决方案和途径1.解决方案解决方案1）理想喷射特性预喷射、初始喷射速率低，主喷速率高，后喷停止速度快2）缸内高压喷射轿车：2000bar，卡车：2600bar以上3）增压中冷，废气再循环(EGR)提高升功率、经济性和降低排放4）排气后处理微粒捕捉器，氧化催化器，NOx催化器2.途径途径电子控制：电子控制燃油喷射电子控制可变截面涡轮电子控制废气再循环电动进排气门电子控制单元 实现理想的喷油速率是解决柴油机排放的基础，配合空气系统和电子控制，是柴油机发展的根本途径。

4、绪论三、柴油喷射技术发展的历程柴油喷射技术发展的历程1986年电控柴油喷射系统（年电控柴油喷射系统（EDC）问世）问世1994年泵喷嘴系统（年泵喷嘴系统（UIS）开始装配柴油货车）开始装配柴油货车1997年共轨系统（年共轨系统（CRS）开始应用于柴油轿车）开始应用于柴油轿车1998年泵喷嘴系统（年泵喷嘴系统（UIS）开始装配柴油轿车）开始装配柴油轿车1999年共轨系统（年共轨系统（CRS）开始应用于柴油货车）开始应用于柴油货车绪论四、电控柴油机的分类四、电控柴油机的分类 1、按产生高压燃油的机构不同分：直列泵、分配泵、喷油泵喷油器、共轨式。2、按直接控制的喷油量控制方式不同分：1）位置控制：对

5、传统供油系统中的齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为微机控制。第一代电控系统2）时间控制：保留原来的喷油泵一高压油管一喷油器系统，也可以采用高速电磁阀直接控制高压燃油的喷射。第二代电控系统3）时间压力控制：在系统中有一条具有可以独立控制的燃油压力共用油轨（相当于蓄压器）。第三代电控系统 绪论五、柴油机三种电控燃油喷射系统的对比五、柴油机三种电控燃油喷射系统的对比1、位置控制式系统1）直列泵的位置控制式系统绪论绪论 绪论2）分配泵的位置控制式系统绪论第一代电控系统特点：间接控制喷油量位置饲服间接控制喷油定时液力系统饲服控制喷射压力大小控制取决于原有机械系统的性能喷油速率控制取决于原有机

6、械系统的性能优点：技术难度小，改动工作量小，成本低，可以实现机械混合运行，安全可靠；缺点：间接控制，响应慢，对发动机性能改善有限绪论2、时间控制式电控喷油系统第二代控制系统的包括：电控分配泵、直列泵、泵喷嘴、单体泵等多种类型。绪论1）基于分配泵的电控系统绪论绪论2）基于直列泵的电控系统绪论绪论系统的特点：传统的齿条被取消；柱塞斜槽被取消，只起加压的作用；喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制；电磁阀关闭时刻决定喷射定时；电磁阀关闭持续时间决定喷油量；绪论3）泵喷嘴和单体泵系统绪论时间控制式电控喷油系统控制特点：n依靠传统的脉动泵产生高压；n喷油量控制和喷油脉宽完全由电磁阀控制，使传统喷油系统的机

7、械装置发生了较大变化，喷油控制方式进一步变革 ；n电磁阀关闭时刻决定喷射定时；n油泵的凸轮转速仍然受到发动机转速的影响 ；绪论与第一代的差别： 采用电磁阀实现对喷射过程的直接数字控制，不但可以控制喷油量，而且可以控制喷射定时，实现高频和更加灵活的控制功能；而且可以实现分缸独立控制。第二代电控系统的缺点：（1）仍然依赖于传统的脉动高压系统，使得高压喷射的区间受到凸轮型线的限制，无法实现大范围的喷射定时控制；（2）喷射压力的大小只和凸轮型线以及发动机转速等结构参数有关，不能根据发动机的工况灵活调节；（3）无法实现灵活的预喷射和多次喷射。绪论3、压力时间式电控喷油系统（电控共轨系统）1）共轨控制系统

8、的类型n中压共轨液力活塞增压喷射系统（HEUI系统）n高压共轨线圈电磁阀喷油器n高压共轨压电晶体喷油器绪论2）液力活塞增压喷射系统HEUI绪论绪论绪论3）高压共轨系统绪论绪论共轨系统的总结1. 共轨压力反馈控制PCV/高压传感器；2. 喷油量、喷射定时、喷射压力和喷油速率的综合控制；3. 燃烧噪声、排放、动力性和经济性的综合优化控制；4. 系统最复杂、制造成本最高、技术水平最高绪论六、电控发动机相对机械式发动机技术优势1、n全程可变喷油正时n供油量完全电控n在全转速范围内的燃油高压喷射n灵活的喷油方式（喷油压力可调，可实现预喷)n实现全转速范围内及全负荷范围内最佳燃烧状态n更好的燃油经济性n更好的冷起动性能n更好的低速性能及低速排放n低噪音n排放物中颗粒物氮氧化物含量低绪论七、电控柴油机在我国各大汽车公司的应用 我国对电控柴油喷射系统的研究、开发始于20世纪90年代，目前还主要集中在对柴油机电控喷射系统的研究与开发上。但随着社会经济的发