柴油机电控燃料喷射技术进展俞200908.ppt

1、柴油机电控燃料喷射技术的发展,俞 水 良 2009年8月,目录,柴油机电控喷油技术发展历史 柴油机电控喷油系统的原理 柴油机共轨式电控燃料喷射技术 柴油机电控燃料喷射技术发展展望,柴油机电控喷油技术发展历史,第一代：凸轮压油+执行机构位置控制 第一代电子控制式燃油喷射装置中，将机械式调速器和提前器换成电子控制的机构。燃油的压送机构和机械式喷油系统相同。 在第一代电控喷油系统中： 喷油量的控制：根据ECU的指令由齿杆或溢油环的位置进行控制； 喷油时间的控制：根据ECU的指令由发动机驱动轴和凸轮轴的相位差进行控制； ECU通过各种传感器检测出的发动机状态及环境条件等，计算出适合于发动机状态的最佳控

2、制量，并向执行机构发出相应的指令。,柴油机电控喷油技术发展历史,代表产品： 电控分配泵 系统位置控制式,柴油机电控喷油技术发展历史,第二代：凸轮压油+电磁阀时间控制 第二代电控喷油装置是采用高速电磁阀对喷油量和喷油时间进行时间控制。 燃油升压是通过喷油泵或发动机的凸轮来实现的。升压开始时间(与喷油时间对应)及终了时间(从升压开始到升压终了的时间与喷油量相当)是由电磁阀的ON/OFF控制的，即喷油量和喷油时间是由电磁阀直接控制的。因为第一次喷油都要调节电磁阀，所以就有可能实现减缸控制等，使每一次喷油参数都能达到最佳。,柴油机电控喷油技术发展历史,代表产品：电控分配泵系统时间控制式,柴油机电控喷油

3、技术发展历史,第三代：燃油蓄压+电磁阀时间控制 第三代柴油机电控喷油系统是将喷油量和喷油时间控制融为一体，使燃油的升压机构独立，亦即燃油压力与发动机转速、负荷无关，具有可以独立控制压力的蓄压器共轨。 喷油量、喷油时间等参数直接由装在各个气缸上的喷油器控制。具体实施方法与第二代相同，采用高速电磁阀。,柴油机电控喷油技术发展历史,代表产品：共轨系统,柴油机电控喷油系统的原理,基本工作原理 柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置(油门拉杆位置)来决定的 计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号，首先计算出基本喷油量，然后根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正，再与来自控制位置

4、传感器的信号进行反馈修正，确定最佳喷油量。,柴油机电控喷油系统的原理,柴油机电控燃料喷射系统的组成 传感器、电控单元和执行器 传感器采集发动机运行工况信号，包括转速、油门踏板位置以及其他修正信号，输入到电控单元； 电控单元对信号进行计算处理，产生控制执行器动作的输出信号，从而精确控制喷油。,柴油机电控喷油系统的原理,柴油机电控燃料喷射系统的功能 对循环喷油量进行精确控制，并保证各缸循环喷油量的均匀性。 对喷油正时进行精确控制。 对喷油规律进行精确控制，以获得理想的放热率。 对喷油压力进行精确控制，以得到足够高的燃油流出初速度，使燃油粒子细化以提高雾化品质并加快燃烧速度。,柴油机电控喷油系统的原

5、理,采用模拟电路控制的喷油系统 计算机控制的喷油系统 喷油定时的电控 综合电控系统 电磁阀控制的喷油系统 共轨式喷油系统,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,共轨式电控燃油喷射系统 组成：电控输油泵、共轨(恒压蓄油箱)、高速电磁开关闭、喷油器、电子控制装置(ECU)及各类传感器等组成。 分类：按照喷油高压形成的不同，分成高压共轨式和中压共轨式,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,共轨式燃料喷射原理 时间控制式，不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理 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，井借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关闭的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，

6、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。,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,共轨式电控燃油喷射系统的原理框图,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,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200微秒左右)迅速打开或关闭，进而控制喷油器工作，即按设定的要求把高压燃油喷出或停喷。 在中压共轨系统中，输油泵则为中压输油泵(压力在1020MPa)，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

7、器中。当高速电磁开关阀接收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(120150MPa)后喷出或停喷。,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,柴油机共轨式电控燃料喷射技术特点 采用先进的电子控制装置及配有向速电磁开关阀，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。 采用共轨方式供油，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。 高速电磁开关阀频响高，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

8、律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段。 系统结构移植方便，适应范围宽，市场广阔,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,高压共轨系统技术难点 恒高压密封问题 ：高压共轨系统在一个循环内都高压供油，喷油器中的针阀偶件和控制活塞偶件长期处于高压中 ，容易产生泄漏 喷油量均匀性问题 ：在电磁阀控制的电控泵都有电磁阀加工误差引起电磁阀响应时间变动造成的喷油器不均匀问题 多MAP优化问题 ：高压共轨系统35个MAP，34千个控制数据，要根据排放和油耗优化,柴油机共轨式电控燃料喷射技术,蓄压共轨系统技术难点 蓄压共轨系统在高压喷射时，过高的初始喷射速率会使滞燃期内气缸中混合好的燃油量大大增加，预混合燃烧比例增大，柴油机工作粗暴，NOx量增加。 针阀关闭时的喷射压力很低，使平均喷射压力偏低。加大针阀弹簧力可以提高针阀关闭时的喷射压力，但会使最小喷油量增加，无法满足柴油机怠速要求。 蓄压共轨系统的喷射压力是控制喷油量的唯一途径。在较小的喷油量时，最高喷射压力仍然不高 ，因而比现有电控泵系统没有优势。,柴油机电控喷射技术发展展望,柴油机电控燃料喷射技术发展趋势 直喷化 ：直喷式同过去的须燃烧室相比，在相同的排量下