车用柴油机对喷油系统、喷油系统最新进展

1、一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所低压油低压油路路高压油路高压油路控制调节装置控制调节装置主要由燃油箱、滤清器（粗滤和精滤）、主要由燃油箱、滤清器（粗滤和精滤）、输油泵、低压油管等组成。输油泵、低压油管等组成。主要由喷油泵、喷油器、高压油管等组主要由喷油泵、喷油器、高压油管等组成。成。调节速度的调速器、调节供油时调节速度的调速器、调节供油时间的提前器等。间的提前器等。一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所就是根据发动机就是根据发动机工况工况（负（负

2、荷、转速）的要求，在一定的荷、转速）的要求，在一定的时刻时刻和和时间间隔时间间隔（以曲轴转角计）（以曲轴转角计）内，使燃烧内，使燃烧所需的燃料量所需的燃料量在一定的在一定的供油速度供油速度和和压力压力下，通过喷油下，通过喷油器形成器形成良好的喷雾良好的喷雾后喷入燃烧室。后喷入燃烧室。柴油机喷油系统将对柴油机的混合气形成、燃烧过程的组织柴油机喷油系统将对柴油机的混合气形成、燃烧过程的组织起着决定性的作用，燃烧过程中燃油的雾化、加热、蒸发、扩散起着决定性的作用，燃烧过程中燃油的雾化、加热、蒸发、扩散以及油气混合、着火、燃烧、放热、碳烟和废气有害成分的形成、以及油气混合、着火、燃烧、放热、碳烟和废气

3、有害成分的形成、燃烧激振波和燃烧噪声的强度等等都与喷油系统密切相关，因此燃烧激振波和燃烧噪声的强度等等都与喷油系统密切相关，因此喷油过程组织的好坏将直接影响燃烧过程的组织与效果，从而对喷油过程组织的好坏将直接影响燃烧过程的组织与效果，从而对柴油机的动力性、经济性（燃油耗）、排放（气体排放、颗粒排柴油机的动力性、经济性（燃油耗）、排放（气体排放、颗粒排放和烟度等）、振动、噪声以及可靠性等等指标产生十分重要的放和烟度等）、振动、噪声以及可靠性等等指标产生十分重要的影响。可以说，燃油喷射系统的发展推动了燃烧控制技术的发展，影响。可以说，燃油喷射系统的发展推动了燃烧控制技术的发展，使柴油机的技术水平得

4、到了很大提高。今天，柴油机之所以可以使柴油机的技术水平得到了很大提高。今天，柴油机之所以可以用于乘用车（轿车、各种客车）等要求很高的车辆，主要得益于用于乘用车（轿车、各种客车）等要求很高的车辆，主要得益于喷油系统的进步。反过来，人们对柴油机不断提出新的要求，促喷油系统的进步。反过来，人们对柴油机不断提出新的要求，促使喷油系统必须根据柴油机的需要不断进行改进，开发新的产品使喷油系统必须根据柴油机的需要不断进行改进，开发新的产品或系统。或系统。一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一

5、汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所P -

6、PeriodH - No. of HolesPr - Max. Pressure(for 2 WV CR)Period, deg C.A.02040608010012014020406080100120Engine Speed, % of Rated SpeedEngine Torque, % of Peak TorqueRate, % of total fuel injected7%-P 22H 10Pr 1600 barP 30H 10Pr 1600 barP 11H 10Pr 1400 barP 8H 10Pr 1200 barKey:Cold Starting40 Period, de

7、g C.A.02040608010012014020406080100120Engine Speed, % of Rated SpeedEngine Torque, % of Peak TorqueRate, % of total fuel injected7%-P 22H 10Pr 1600 barP 30H 10Pr 1600 barP 11H 10Pr 1400 barP 8H 10Pr 1200 barKey:Cold Starting40 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所32%14%7%6%12%13%2%5%1%8%喷油系统增压器机体缸盖曲柄连杆机构配气机构EGR系统冷

8、却系统罩壳类其它一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所与直列泵相比，由与直列泵相比，由于高压油管等有害于高压油管等有害容积减小，可以实容积减小，可以实现高

9、压喷射；现高压喷射；由于喷射可以用电由于喷射可以用电磁阀控制，喷油正磁阀控制，喷油正时和预喷射的自由时和预喷射的自由度得到改善；度得到改善；由于把各缸的单元由于把各缸的单元组合起来，可以对组合起来，可以对喷射进行严密控制，喷射进行严密控制，等等。等等。与共轨系统相比，喷油正与共轨系统相比，喷油正时和预喷射等的自由度低；时和预喷射等的自由度低；尽管喷射压力比直列泵有尽管喷射压力比直列泵有所改善，但低速时的喷射所改善，但低速时的喷射压力还不够高；压力还不够高；驱动扭矩大，等等。驱动扭矩大，等等。 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所泵喷嘴泵喷嘴由于有害容积很小，泵喷嘴在现在使由于有害容积很

10、小，泵喷嘴在现在使用的喷射装置中，具有最高的喷射压用的喷射装置中，具有最高的喷射压力；力；由于把各缸组合起来成为一个单元，由于把各缸组合起来成为一个单元，可以对喷射进行严密控制可以对喷射进行严密控制 与共轨系统相比，实现喷射正时和多与共轨系统相比，实现喷射正时和多段喷射的自由度较低；段喷射的自由度较低；与传统的直列式喷油泵相比，尽管低与传统的直列式喷油泵相比，尽管低速时的喷油压力有所改善，但仍不太速时的喷油压力有所改善，但仍不太高；高；为了能在现有的发动机上安装，需要为了能在现有的发动机上安装，需要对发动机进行大幅度的改造；对发动机进行大幅度的改造；驱动扭矩大，等等。驱动扭矩大，等等。 一汽无

11、锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所美国美国CATERPILLAR公司开发的公司开发的为代表的液压驱动式泵喷嘴采为代表的液压驱动式泵喷嘴采用凸轮供油，由增压活塞的上部和用凸轮供油，由增压活塞的上部和下部之受压面积差将燃料加压。为下部之受压面积差将燃料加压。为此，燃油系分别由第一次油压用的此，燃油系分别由第一次油压用的机油泵和机油轨道来保持。机油泵和机油轨道来保持。可以自由改变喷油正时；可以自由改变喷油正时；喷油压力不随发动机转速而变，可喷油压力不随发动机转速而变

12、，可以实现高压喷射；以实现高压喷射；驱动扭矩小；驱动扭矩小；机械噪声小等等。机械噪声小等等。与蓄压式共轨系统相比，进行多段与蓄压式共轨系统相比，进行多段喷射的自由度较小；喷射的自由度较小；必须要有机油和燃油两个油压系统，必须要有机油和燃油两个油压系统，等等。等等。 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所的系统结构的系统结构一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 主要有高压供油泵、共轨、电磁阀控制的喷油器和控制单主要有高压供油泵、共轨、电磁阀控制的喷油器和控制单元等组成。元等组成。可以独立改变喷油正时、喷油持续期和喷油压力；可以独立改变喷油正时、喷油持续期和喷油压力；可以实现多段喷射

13、；可以实现多段喷射；喷油压力与转速无关，可以实现高压喷射；喷油压力与转速无关，可以实现高压喷射；驱动扭矩小；驱动扭矩小；机械噪声小，等等。机械噪声小，等等。 由于经常处于高的燃料压力下，必须在耐久性和安全性方面比由于经常处于高的燃料压力下，必须在耐久性和安全性方面比柱塞式喷油泵花费更大的努力；柱塞式喷油泵花费更大的努力；由于难于实现靴形喷油率，因此难以有效控制由于难于实现靴形喷油率，因此难以有效控制NOxNOx的产生。的产生。 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油

14、泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所项目 目标值 达到情况 最大轨道压力 180MPa 在 25MPa 压力下 5mm3/次 喷油不均匀度 0.5mm3 3/次 Q 在 180MPa 压力下 50mm3/次 喷油不均匀度 1.0mm3/次 Pre-Pilot-Main -After-Post 在 25MPa 时 10.5mm3/次 喷油量精度 在 180MPa 时 31.0mm3/次 多次喷射

15、情况 喷射间隔时间 (从结束到开始) 0.4ms 0.3ms 燃油泄漏量（180MPa，50mm3/次油泵转速=2000r/min） 60mm3/次 40mm3/次 一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴

16、研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所

17、一汽无锡油泵油嘴研究所柴油机柴油机燃烧系统燃烧系统燃油燃油品质品质燃油喷燃油喷射系统射系统活塞顶活塞顶燃烧室燃烧室优化优化缸内流缸内流动优化动优化进气道和进气道和进气歧管进气歧管设计设计冲程冲程/ /缸径比缸径比换气及配换气及配气相位气相位涡轮涡轮增压增压废气再废气再循环循环EGREGR尾气尾气后处理后处理一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所燃烧过程燃烧过程措施措施副作用副作用潜力潜力燃烧条件燃烧条件提高喷油压力提高喷油压力缩短燃烧时间缩短燃烧时间爆压爆压Pz上升上升燃烧噪音增加燃烧噪音增加油耗降低油耗降低13%热力学方法热力学方法燃烧室隔热燃烧室隔热用电动水泵用电动水泵热应力提高热应

18、力提高成本增加成本增加油耗综合降油耗综合降低低25%改进进排气改进进排气系统系统改善进气质量改善进气质量降低进气涡流降低进气涡流提高增压器效率提高增压器效率降低排气管背压降低排气管背压排放性能恶化排放性能恶化成本增加成本增加面容比变差面容比变差综合降低综合降低24%一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所过程过程措施（举例）措施（举例）副作用副作用潜力潜力主要驱动机构主要驱动机构气缸珩磨气缸珩磨轴承宽度轴承宽度降低活塞重量降低活塞重量爆压爆压Pz上升上升燃烧噪音增加燃烧噪音增加综合油耗降低综合油耗降低1%气门驱动机构气门驱动机构用滚动摩擦驱动用滚动摩擦驱动减小气门驱动机构重量减小气门驱动机

19、构重量进气效率和功率进气效率和功率油耗综合降低油耗综合降低12%附件驱动装置附件驱动装置可控式油泵可控式油泵电动真空泵电动真空泵电动转向泵电动转向泵成本增加成本增加噪声增加噪声增加综合降低综合降低13%燃油喷射系统燃油喷射系统降低污染雾体积降低污染雾体积增加驱动机构刚性增加驱动机构刚性特殊的共轨式结构，可特殊的共轨式结构，可控式高压油管控式高压油管可能会增加重量可能会增加重量会增加成本会增加成本综合效果综合效果1%一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所最高喷射压力：最高喷射压力：70709090 MPa MPa；气门数：可用二气门；气门数：可用二气门；需要优化燃烧室需要优化燃烧室/ /涡

20、流比涡流比/ /喷射特性；喷射特性；控制机油耗：燃油耗的控制机油耗：燃油耗的0.5%0.5%；增压器优化匹配；增压器优化匹配；放气阀；放气阀；可以自然吸气，也可增压或增压空可以自然吸气，也可增压或增压空空中冷；空中冷；机械控制。机械控制。欧欧-1-1排放技术特点排放技术特点一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所欧欧-2-2排放技术特点排放技术特点最高喷射压力：最高喷射压力：120.0120.0 MPa MPa；气门数：也可用二气门；气门数：也可用二气门；需要优化燃烧室需要优化燃烧室/ /涡流比涡流比/ /喷射特性；喷射特性；控制机油消耗：希望燃油耗的控制机油消耗：希望燃油耗的0.1%0.1%，使之，使之对对PMPM的贡献的贡献10%10%；增压器优化匹配；增压器优化匹配；带放气阀；带放气阀；采用空采用空空中冷；空中冷；采用机械控制和电子控制采用机械控制和电子控制( (多数已考虑电控多数已考虑电控) )。一汽无锡油泵油嘴研究所一汽无锡油泵油嘴研究所欧欧-3-3排放技术特点排放